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教案樣本微笑完整版

2022-09-16

作為一名人民教師,通常需要用到教案來輔助教學,編寫教案有利于我們準確把握教材的重點與難點,進而選擇恰當的教學方法。教案要怎么寫呢?下面是小編幫大家整理的《教案樣本微笑完整版》,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助!

第一篇:教案樣本微笑完整版

書憤教案 完整版

《書憤》教案

<<書憤>>教案

一、教學目標

1、 了解陸游生平履歷及其詩歌創作特色。

2、 朗讀詩文領悟感情基調。

3、逐聯分析,體會這首詩歌所表現的內容以及突出的藝術手法。

4、總體把握,總結詩歌思想內容。

5、對比<<臨安春雨初霽>>分析兩首詩的的不同。

6、背誦兩首詩歌,完成課后習題。

二、教學重點

1、了解陸游及其詩歌創作。

2、這首詩歌所表現的內容以及突出藝術手法。

三、教學難點

1、深刻領悟這首詩歌所表現的思想感情。

2、掌握詩歌中藝術手法如對比、用典。

3、深刻領悟書憤之“憤”,理解作者的愛國感情。

四、 教學過程

<一>新課引入

知人論世是我們高中學習古詩文作品的一種重要方法,它要求我們在學習一篇古詩文作品之前必須先了解作者的生平和為人,了解他們所生活的環境與時代,帶著了解來品讀,在之前的學習中我們先后接觸了屈原、鮑照、杜甫等人的作品,通過對他們以及作品的學習和鑒賞,我們會發現歷史上的他們都或多或少帶有共通性:首先,他們都是滿腹才情、胸懷大志、愛國愛人民的高雅之士,而生活中的他們遠沒有文學造詣上的一帆風順,他們在仕途或者生活中都不斷經歷坎坷和挫折,但是他們都沒有屈服,因為在他們的心底都始終堅持著自己的文人氣節。今天,我們將一起走近陸游,走進《書憤》,走近這位同樣命途坎坷而不屈的高雅之士——陸游。 <二>作者生平履歷介紹

① (參照書本注釋一)陸游(1125—1210),字務觀,號放翁。漢族,越州山陰(今浙江紹興)人,南宋著名愛國詩人。創作詩歌今存九千多首,內容豐富,是我國文學史上存詩最多的詩人之一。 作品集有《劍南詩稿》、《渭南文集》、《南唐書》、《老學庵筆記》等。

②(履歷,參照學典)少能詩文

陸游自幼好學不倦,十余歲就熟讀了陶潛、王維、李白等人的詩篇,12歲便能詩文,有“小李白”之稱。17歲便有盛名。 中年仕途坎坷

紹興中應禮部試,因名次居于主和派權臣秦檜(hui)的孫子之前,不慎觸怒秦檜,遭到黜落。秦檜死后三年才被啟用,而他的政途生活也是坎坷不斷,不斷受到當權派的排斥打壓,幾起幾落:紹興二十八年入閩任寧德縣主簿(始),孝宗即位后,被賜其進士出身,之后歷經多次升降官職,歷任樞密院編修官兼編類圣政所檢討官、通判、安撫使、參議官、知州等職(起落不斷)。乾道六年入蜀(落),任夔(kui)州通判。乾道八年,入四川宣撫使王炎幕府,投身軍旅生活,后官至寶謨(mo)閣待制。光宗即位,改任禮部郎中(起),由于遭彈劾,再度被罷官。 晚年孤寂

罷官之后的二十余年,他長期蟄伏在山陰老家農村,最后于在嘉定二年十二月二十九日抱著未見國土收復的遺恨與世長辭,享年86歲。 <三>作者詩歌特色介紹

①陸游詩詞創作的基本傾向是現實主義,又富有浪漫色彩。他的詩既有深刻的現實生活內容,又有積極

1 《書憤》教案

的浪漫主義精神。

②藝術表現手法豐富多彩,變化無窮。中年入蜀之后,形成豪情奔放的風格,晚年詩風趨于恬淡,有時幽憤。

③陸詩的突出特點是“多豪麗語,言征伐恢復事” 。 總體看來,藝術特色是宏偉豪放,熱情洋溢。 <四>詩歌寫作背景介紹 (大背景)陸游生活在金兵入侵,中原淪陷的時代,那時南宋當局卻偏安江南,不思北伐。陸游主張抗金,觸犯了投降派的利益,所以一再遭到打擊排斥,多次被罷官。

(小背景)這首有名的七律作于宋孝宗十三年(1186年),此時陸游已61歲,在山陰閑居了6年,“掃胡塵”“靖國難”的志向眼看就要化為泡影,在悲憤失望中他揮毫寫下了這首詩,抒發了自己報國無門、壯志難酬、虛度年華的滿腔激憤。這首詩是陸游一生感情經歷的藝術概括。

<五>詩歌朗讀,體會沉郁頓挫的感情基調 ① 字音,注意衰鬢(bin)伯仲(zhong)

② 節奏劃分,注意七律的節拍劃分2221,2212。體會詩題“憤”,用沉郁頓挫的感覺讀出悲憤之情。

(對照蜀相課后指導強調停頓,指導特殊字詞,體會沉郁頓挫) <六>講解詩文

① 總說:體會詩題。 書:書寫;憤:悲憤。這首詩是詩人幾十年生活經歷的高度概括。參照創作背景我們可知,作者陸游是在山陰閑居了6年,61歲高齡,在“掃胡塵”、“靖國難”的志向就要化為泡影的悲憤失望之下揮毫寫下了這首詩,所以取名“書憤”,借此抒發自己大志未酬的憤怒。

② 首聯:{參照課后習題大二大題}(疏通詩文)年輕時哪里知道世事艱難,北望被金人侵占的中原,收復失地的豪情猶如山岳。

上句“那知”一詞寫出了詩人年輕時血氣方剛、天真純真。“艱”字有艱難的意思,直接道出詩人經歷的辛酸與坎坷,濃縮了因主戰而受的種種刁難、排擠和迫害。這兩個詞語暗含著對投降派迫害忠臣、阻撓北伐卑劣行徑的斥責。它是詩人“憤”的根源。下句一個“氣如山”表達出詩人當年的豪情壯志,讓我們看到一個意氣風發、以身許國的愛國青年形象。

慨嘆國事艱難,追述年輕時收復失地的豪情壯志。(鋪墊感情,指出“憤”,基調悲憤)

③ 頷聯:(疏通詩文,提問特點)樓船夜雪瓜州渡,鐵馬秋風大散關。

純意象組合,連用六個名詞集中描寫宋軍在鎮江、南鄭兩地英雄抗金的戰斗情景。“樓船”“鐵馬”形象地概括了水陸兩路大軍進攻敵人的壯麗場面。兩句都寫當年壯觀的戰爭勝利的場面,這表明南宋人民有能力打退金人,這兩句是歷史的真實記錄,也是詩人壯年時期生活的回顧。形象地表明了作者的理想,寫出了詩人對青壯年時期戰斗生活的向往。他渴望北伐恢復中原,向往著火熱的戰斗生活。

④ 以上兩聯是詩歌的前半部分。敘事、寫景,回顧往事,抒寫渴望北伐的英雄氣概。

板書設計:

首聯:點題,追述青年時的豪情壯志

頷聯:連用六個名詞,追述對青壯年時期戰斗生活的向往。

首聯、頷聯:回顧往事,抒寫渴望北伐的英雄氣概(敘事)

⑤ 頸聯:

A(疏通詩文,解釋用典)長城自詡(xu)我白白的自認為是邊防上的長城,對鏡照看,雙鬢早已斑白。

用典 塞上長城:出自《南史••檀道濟傳》,南朝時劉宋名將檀道濟曾自稱為“萬里長城”?;实垡獨⑺?,他說:“自毀汝萬里長城。”陸游以此自許,可見其少時之磅礴大氣,捍衛國家,揚威邊地,舍我其誰?很明顯,詩人用典意在貶斥那朝野上下主降的碌碌小人,表明自己恢復中原之志。

B(提問詩眼,參照學典習題)

句中的“空自許”和“已先斑”形成鮮明對比。一個“空”字形象地寫出因宏偉志向無法實現而生的那種沉重的失落感。一個“已”字生動刻畫出詩人功業未就,人已老的悲憤之情。兩個副詞吐露出詩人一腔忠義無處寄托,華鬢點點,壯志落空的憤慨之情。在現實的強烈對比之中,包含著對投降派罪惡行徑的憤怒

2 《書憤》教案

指責。

抒悲憤之情,感嘆生平抱負未得施展,英雄無用武之地,卻早生華發。 ⑥ 尾聯:{參照課后習題大二大題} (疏通詩文,解釋用典)《出師表》這篇文章真是舉世聞名,千百年來誰能與諸葛亮相提并論呢? 用典明志。出自《三國志》,諸葛亮在《出師表》中曾說過“鞠躬盡瘁,死而后已”、“北定中原,興復漢室”的話,詩人在尾聯運用了諸葛亮的典故。正是以此自勉,表明他至死也不會放棄恢復中原之志,還包含了詩人對諸葛亮的仰慕之情,并以此自勉。“千載誰堪伯仲間”,一個反問句即抒發了因奸臣當道,壯士報國無門而心生難言的悲哀。(升華感情,升華“憤”,基調由悲憤轉含豪壯之情)

⑦ 以上兩聯是詩歌的后半部分。抒情,回到現實,抒發報國無門的憤慨。

板書設計:

頸聯:抒悲憤之情,感嘆生平抱負未得施展,卻早生華發。

尾聯:包含詩人對諸葛亮的仰慕之情,并以此自勉。

頸聯、尾聯:回到現實,抒發報國無門的感慨。

<七>藝術特色總體把握

① 分析結構 兩組對比(ppt) ② 總體把握詩歌內容及主旨思想感情

作者借北望中原,回顧了青年時的凌云壯志和火熱的戰斗生活,抒發了自己抗金救國的理想和報國無門、壯志難酬的苦悶、滿腔積憤,但悲愴中不失激昂。

詩的感情基調充斥著激情和難以壓抑的憤懣。

③ 回到詩題,分析把握“憤” 首先理解“憤”:報國無門、壯志難酬、虛度年華、滿腔激憤。 通讀詩文,得出結論。 讀首聯,“早歲那知世事艱”說明所憤之一乃“世事艱”。艱者,難也。“世事”也即抗金救國、收復失地的事業。

讀頷聯,上句 “塞上長城空自許”之“空自許”乃所憤之二。

讀下句, “鏡中衰鬢已先斑” 乃所憤之三:歲月蹉跎,年華空老,壯志難伸。

讀尾聯, “千載誰堪伯仲間” 乃所憤之四。南宋朝廷畏敵如虎、茍且偷安,沒有一個像諸葛亮這樣的人物來“獎帥三軍,北定中原”。收復大業,無人領軍。

④ 對比手法的分析

主要有四種:階段對比、虛實對比、感情色彩對比、現實處境對比。

A階段對比:早年晚年對比,早年意氣風發、滿懷抱負而晚年壯志難酬 、苦悶自抑。 B虛實對比:首聯上句虛寫,回憶年輕時的天真單純;下句寫實,“北望中原氣如山”,北望中原,突出詩人的堅毅、豪邁、軒昂;頸聯上句“塞上長城”寫理想,氣勢雄偉,意境高遠,從大遠處落筆,是虛寫;下句“鏡中衰鬢”寫現實,感情沉郁,格調凝重,從細處近處用墨,是實寫。在虛實的映襯中,加重了詩歌雄壯悲憤的基調。

C感情色彩對比:頷聯描畫白雪皚皚,秋風蕭蕭,萬馬奔騰戰船橫空的征戰場面,從而贊美當年氣吞殘虜,揮戈衛邊的愛國將士,此聯表面寫宏大的場面,實際歌頌英勇的戰士,表面寫戰爭,實際抒發感情,是對“氣如山”這種豪情具體形象的說明,從中可以看到作者年輕時的滿腹豪情。頸聯陸游對鏡自照,鬢發已白,作者在這里表現了一種不甘老而無功,卻又無可奈何的復雜心情,前后對比令人嗟嘆不已。

D現實處境對比:尾聯詩的表達方式,實際上是詩人以諸葛亮自況。諸葛亮在《出師表》中曾說過“鞠躬盡瘁,死而后已”話,詩人正是以此自勉,雖身居山陰,人已老去,但豪情未老,表明他至死也不會放棄恢復中原之志。然而現實處境讓詩人只能空談諸葛亮發出感慨伯仲無處尋,發出非不能也是不為也的感嘆。 <八>對照課后習題,對比《臨安春雨初霽》

① 談《臨》背景。

參看課后習題第一大題第一小題,這兩首詩寫于同一年,而且《臨安春雨初霽》在《書憤》之前,這年自

3 《書憤》教案

淳熙七年罷官閑居山陰,已有六年多了。這次奉召到臨安,宋孝宗任命他代理嚴州(現在浙江建德)的軍州事,并對他說:“嚴陵山水勝處,職事之暇,可以賦詠自適。”顯然孝宗并不想重用他,只是給他一個閑職。他對這個職位不感興趣,但迫于“圣命”,又為了維持生計,也只好接受下來。這首詩就是在這種心情支配下寫的。

⑤ 提示讀音 注意感情節奏。齊讀全詩 朝(zhao) ⑥ 通詩文整體誦讀 A首聯: (解釋詩句)世味年來薄似紗,誰令騎馬客京華?

(世味:人情味;)近來世態人情淡薄如紗,誰讓我又騎馬客居京華?

詩一開始就流露出不得已而來京的意思:“世味年來薄似紗,誰令騎馬客京華?”世味薄則直道窮,南宋朝廷不圖恢復,得過且過,官場上的習氣一天比一天地壞下去,哪里還有什么直道呢?在這樣的環境里做官,的確沒有什么意思,因此詩人不提受職一事,而只說誰讓我到京城來做客呢!這正是諷喻的筆法,作者自嘲,從中我們可以看出他的感情:懊悔、無奈。

B頷聯:(解釋詩句)小樓一夜聽春雨,深巷明朝賣杏花。

(提問,誰賣杏花?)只身于小樓中,聽春雨淅淅瀝瀝了一夜,想象著深幽小巷中明早還會傳來賣杏花的聲音吧。

中間兩聯寫客居生活,“小樓一夜聽春雨”, 在讀這一句詩時,對“一夜”兩字不可輕輕放過,寫詩人徹夜不眠,表現他心情不安,它正暗示了詩人一夜未曾入睡,國事家愁以及前途的未知茫然,伴著這雨聲而涌上了眉間心頭。 “深巷明朝賣杏花”,達官貴人多居深巷,那里自然有人去叫賣杏花,作者實在夜聽春雨,卻在想象明早賣花姑娘的情景,一實一虛,虛實相生,這不經意的一筆,點染了臨安城中的“太平盛世”氣象,與自己落寞情懷構成了鮮明的對照。

C頸聯 矮紙斜行閑作草,晴窗細乳戲分茶。

“矮紙”就是短紙、小紙,“草”就是草書。陸游擅長行草,客居京華,閑極無聊,所以以草書消遣。因為是小雨初霽,所以說“晴窗”,“細乳”即是沏茶時水面呈白色的小泡沫。“分茶”指鑒別茶的等級,是南宋時期的一種茶道,這里就是品茶的意思。無事而作草書,晴窗下品著清茗,表面上看,是極閑適恬靜的境界,然而在這背后,正藏著詩人無限的感慨與牢騷。詩人到了京城,不愿去結交權貴,四處打點,卻寧愿獨自呆在客邸里以“作草”“分茶”消磨時光,這一來似乎是嘲笑自己百無聊賴,其實是從側面揭露當時政治的黑暗,反襯了他的無奈和心酸,表現他對官場生活的厭倦。陸游素來有為國家作一番轟轟烈烈事業的宏愿,而嚴州知府的職位本與他的素志不合,何況覲見一次皇帝,不知要在客舍中等待多久,國家正是多事之秋,而詩人卻只能以作書品茶消磨時光,真是無聊而可悲!于是再也捺不住心頭的怨憤,寫下了結尾兩句。 D尾聯 素衣莫起風塵嘆,猶及清明可到家。

“素衣” 原指白色的衣服,這里用作代稱。指那些地位低下的官員,是詩人對自己的謙稱(類似于“素士”),作為一介素衣,不要因為風塵仆仆而感嘆,一到清明,我就可以回到家中了。到尾聯詩人才將他的諷喻意圖明朗化,因為“素衣莫起風塵嘆”里,已經包含了“京洛多風塵,素衣化為緇”的內容;詩人告訴家人“莫起風塵嘆”,也是自己不會受到京城壞風氣影響的意思。這樣來結住全詩,跟開頭的“世味年來薄似紗”是緊緊呼應的,

E歸納主旨 總體感知這首詩我們不難得出結論:這首詩運用了寄情于景的手法,詩的主旨是通過寫照詩人客居他鄉的無聊生活(小樓聽雨、練草書、分茶)表現作者對官場生活的冷淡心情,意在感慨世態炎涼和政治舞臺上的傾軋變幻。

⑦ 感知對比兩篇詩歌的表現重點和詩歌風格的差異。

A表現重點 《臨安春雨初霽》是詩人在“客居寂寞與無聊的狀態”中寫下的,寄情于景,感慨世態炎涼和政治舞臺上的傾軋變幻。表現重點是對官場生活的厭倦,和世態炎涼的失望。 而《書憤》主要表達的是報國無門、壯志難酬、以及收復中原而不得的滿腔激憤。

B詩歌風格

《書憤》嚴肅而激憤,沉郁壓抑。而這一首則不乏詼諧意味。這種詼諧其實是以輕松的形式來表達內心的憂憤,因此風格直接明快,情趣中含心酸。

4 《書憤》教案

七, 課后習題的講解。

② 分析陸游的自況,辯證地看。

陸游之所以喜歡吟詠諸葛亮要從兩個方面看,其一是諸葛亮自身的原因,我們知道諸葛亮具有高尚的人品和突出的才德,受到劉備的信任和賞識,值得詩人以之為精神標榜、吟詠傳唱。其二是自況和自勉,從陸游本身來看,他借吟詠諸葛亮是表達自己不被人賞識的憤懣愁苦,諸葛亮在《出師表》中曾說過“鞠躬盡瘁,死而后已”“北定中原,興復漢室”的話,詩人正是以此自勉,表明他至死也不會放棄恢復中原之志。 ③ 在歌頌諸葛亮功績和個人感情方面方面:

《蜀相》著重是惋惜之情,歌頌諸葛亮的豐功偉績,惋惜一代將才出師未捷身先死的命運,抒發自己功業未就的遺憾,因為杜甫人生窮困潦倒,仕途坎坷,功業未就。

《書憤》著重是贊揚、羨慕諸葛亮的才華、能被明主重用、能夠實現他自己的人生抱負,借此抒發自己報國無門的憤懣。因為陸游的人生大起大落,主張抗金,但報國無門。 在表現手法方面:

杜甫的《蜀相》前兩聯寫景屬于借景抒情和以樂景襯哀情,后兩聯借古傷今、借古諷今。

陸游的《書憤》采用 “用典”的手法,用了檀道濟和諸葛亮的典故,用典的好處是高度概括的抒發所要表達的情感, 還用了“對比”的手法,用“早歲”的勝仗對比現在的“衰鬢先斑”。

五,背誦課堂作業布置。

背誦課文,完成練習。

Ps:知識補充

1. 放翁:陸游任成都府路安撫使參議官時,與大詩人范成大一起共事,由于兩人有些矛盾,范成大左右的官員認為陸游不知高下,不守禮義,是個粗野狂放的人。陸游氣憤地想到:“你們說我狂放,我就當個‘放翁’,總比明哲保身的庸人強。”從此,“放翁”這個號經常出現在他的詩文中。

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第二篇:細胞生物學教案(完整版)

細胞生物學教案

(來自http://jwc.qfnu.edu.cn)

目 錄 前 言 第一章 緒論 第二章 細胞結構概觀 第三章 研究方法 第四章 細胞膜

第五章 物質運輸與信號傳遞 第六章 基質與內膜 第七章 線粒體與葉綠體 第八章 核與染色體 第九章 核糖體 第十章 細胞骨架 第十一章 細胞增殖及調控 第十二章 細胞分化 第十三章 細胞衰老與凋亡

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細胞生物學教案(完整版)

前 言

依照高等師范院校生物學教學計劃,我們開設細胞生物學。

一、學科本身的重要性

要最終闡明生命現象,必須在細胞水平上。細胞是生命有機體最基本的結構和功能單位,生命寓于細胞之中,只有把各種生命活動同細胞結構相聯系,才能在細胞水平上闡明各種生命現象。世界著名生物學家Wilson(德國人)曾說過:“一切生物學問題的答案最終要到細胞中去尋找”。

二、學科發展特點

細胞生物學涉及知識面廣、內容浩繁且更新迅速。它同生物化學、遺傳學形成生命科學的鼎立三足,既是當代生命科學發展的前沿,又是生命科學賴以發展的基礎。

三、欲達到的目的

通過系統地學習細胞生物學,豐富細胞學知識,以適應當代人類社會知識結構發展的需求,也是為考研做準備。

本課程講授51學時,實驗21學時,共72學時。

參考資料

1 De.Robertis,《細胞生物學》,1965年(第四版);1980年(第七版)《細胞和分子生物學》 2 Avers, “Molecular Cell Biology”, 1986年

3 Alberts,《細胞的分子生物學》,“Molecular biology of the cell”,1989年

4 Darnell,《分子細胞生物學》,1986年(第一版);1990年(第二版)“Molecular Cell Biology” 5鄭國錩,細胞生物學,1980年,高教出版社;1992年,再版 6 郝水,細胞生物學教程,1983年,高教出版社 7 翟中和,細胞生物學基礎,1987年,北京大學出版社

8 韓貽仁,分子細胞生物學,1988年,高等教育出版社;2000年由科學出版社再版 9 汪堃仁等,細胞生物學,1990年,北京師范大學出版社 10 翟中和,細胞生物學,1995年,高等教育出版社,2000年再版 11 鄭國錩、翟中和主編《細胞生物學進展》,

12翟中和主編《細胞生物學動態》,從1997年起(1—3卷),北師大出版社 13徐承水等,《分子細胞生物學手冊》1992,中國農業大學出版社 14徐承水等,《現代細胞生物學技術》1995,中國海洋大學出版社 15徐承水,《細胞超微結構研究》2000,中國國際教育出版社 學術期刊、雜志

國外:Cell、Science、Nature、J.Cell Biol.、J.Mol. Biol. 國內:中國科學、科學通報、實驗生物學報、細胞生物學雜志等

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細胞生物學教案(完整版)

第一章 緒 論

教學目的 1 掌握本學科的研究對象及內容; 2 了解本學科的來龍去脈(發展史及發展前景); 3 掌握與本學科有關的重大事件和名詞。 教學重點 本學科的研究對象及內容 教學方法 講授法 教學過程

第一節 細胞生物學研究內容與現狀

一、細胞生物學是現代生命科學的重要基礎學科

(一)細胞學(Cytology):是研究細胞的結構、功能和生活史的科學

(二)細胞生物學(Cell Biology):運用近代物理學和化學的技術成就以及分子生物學的概念與方法,從顯微水平、亞顯微水平和分子水平三個層次上,研究細胞的結構、功能及各種生命活動規律。

二、細胞生物學的主要研究內容

1 細胞核、染色體及基因表達 基因表達與調控是目前細胞生物學、遺傳學和發育生物學在細胞和分子水平相結合的最活躍領域。

2 生物膜與細胞器的研究 膜及細胞器的結構與功能問題(“膜學”)。

3 細胞骨架體系的研究 胞質骨架、核骨架的裝配調節問題和對細胞行使多種功能的重要性。 4 細胞增殖及調控 控制生物生長和發育的機理是研究癌變發生和逆轉的重要途徑(“再教育細胞”)。

5 細胞分化及調控 一個受精卵如何發育為完整個體的問題。(細胞全能性) 6 細胞衰老、凋亡及壽命問題。 7 細胞的起源與進化。

8 細胞工程 改造利用細胞的技術。生物技術是信息社會的四大技術之一,而細胞工程又是生物技術的一大領域。目前已利用該技術取得了重大成就(培育新品種,單克隆抗體等),所謂21世紀是生物學時代,將主要體現在細胞工程方面。

三、當前細胞生物學研究的總趨勢與重點領域 1 染色體DNA與蛋白質相互作用關系;

2 細胞增殖、分化、凋亡的相互關系及其調控; 3 細胞信號轉導的研究; 4 細胞結構體系的裝配。

第二節 細胞生物學發展簡史

1細胞學創立時期 19世紀以及更前的時期(1665—1875),是以形態描述為主的生物科學時期; 2 細胞學經典時期 20世紀前半世紀(1875—1900),主要是實驗細胞學時期; 3 實驗細胞學時期(1900—1953); 4 分子細胞學時期(1953至今)。

總過程概括為:細胞發現→細胞學說建立→細胞學形成→細胞生物學的發展 (1665) (1838—1839) (1892) (1965) R.Hooke Schleiden、Schwann Hertiwig DeRobertis

一、細胞的發現(discovery of cell)

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細胞生物學教案(完整版)

二、細胞學說的建立及其意義(The cell theory)

1838年,德國植物學家施萊登(J.Schleiden)關于植物細胞的工作,發表了《植物發生論》一文(Beitrage zur Phytogenesis). 1839年,德國動物學家施旺(T.Shwann)關于動物細胞的工作,發表了《關于動植物的結構和生長一致性的顯微研究》一文,論證了所有動物體也是由細胞組成的,并作為一種系統地科學理論提出了細胞學說。

○1細胞是生物體的基本結構單位(單細胞生物,一個細胞就是一個個體);

○2細胞是生物體最基本的代謝功能單位(動、植物的各種細胞具有共同的基本構造、基本特性,按共同規律發育,有共同的生命過程); ○3細胞只能通過細胞分裂而來。

三、細胞學的誕生(細胞學的經典時期和實驗細胞學時期) 1 原生質理論的提出 2 關于細胞分裂的研究 3 重要細胞器的發現 4 遺傳學方面的成就

四、細胞生物學的興起

1965年,D.Robetis將他原著的《普通細胞學》更名為《細胞生物學》(第四版),率先提出這一概念。

五、分子細胞生物學 參考資料

1 莊孝惠 從胡克到細胞生物學,細胞生物學雜志,1987,2 2 王亞輝 細胞生物學的發展歷史和現狀,細胞生物學雜志 1986,1 3 王亞輝 細胞生物學的趨向和發展戰略,大自然探索,1987,6(27)12~17

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第二章 細胞基本知識概要

教學目的 1 掌握有關細胞的幾個概念(細胞、原生質、細胞器等)和幾個問題; 2了解細胞的共同特征;各種化學成分在細胞中的造形等; 3 真、原核細胞的一般結構特點。 教學重點和難點 真、原核細胞的主要區別 講授與討論

第一節 細胞的基本概念

一、細胞和原生質的概念

(一)細胞: 細胞是由膜包圍的,能進行獨立繁殖的最小原生質團,是生命活動的基本單位,是生物體最基本的形態結構和功能活動單位。

(二)原生質(Protoplasm):指細胞內所含有的生活物質(構成細胞的生活物質),真核細胞包括細胞膜、細胞質和細胞核。

細胞質(Cytoplasm),指質膜以內核以外的原生質。它不是勻質的,其結構大體劃分為兩部分,一部分是有形結構,稱為細胞器(Organelle),另一部分是可溶相,稱細胞質基質(Cytoplasmic miatrix)。

細胞器(Organelle):指存在于細胞中,用光鏡或電鏡能夠分辯出的,具有一定形態特點,并執行特定功能的結構。

細胞質基質(Gytoplasmic matrix),是細胞質的可溶相,是作為細胞器的環境而存在的。 細胞核(nucleus):遺傳物質的集中區域,在原核生物細胞稱擬核(nucleoid)或類核區。

第二節 非細胞形態的生命體——病毒(略)

第三節 原核細胞與真核細胞

原核細胞(Prokaryotic cell)具有兩大特點:

○1遺傳信息量少(僅有一個環狀DNA)○2無膜圍細胞器及核膜

1、 最小、最簡單的細胞——支原體(mycoplasma) 為何說支原體是最小的細胞?

2、原核細胞的兩個代表——細菌和藍藻

細菌(bacteria, bacterium)主要來自對大腸桿菌(E.coli)的研究。

細菌是原核細胞的典型代表,特點是:無典型的細胞核,有細胞壁,細胞質中除核糖體外無其它細胞器。

藍藻(Blue-green algae)

又稱藍綠藻或藍細菌,是綠色植物中最原始的自養類型,含有蘭色素、紅色素、黃色素、葉綠素等,故不一定都是蘭色。 第四節 真核細胞基本知識概要

大約在12—16億年前在地球上出現,是具有典型細胞核和核膜、核仁,體積較大,結構較復雜,進化程度較高的一類細胞。

一、真核細胞的基本結構體系

生物膜系統 以脂質及蛋白質成分為基礎構建而成。

遺傳信息表達結構系統 以核酸與蛋白質為主要成分構建而成。

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細胞骨架系統 由特異蛋白質分子裝配而成。

綜合原核細胞和真核細胞的特點,二者的根本區別可歸納為下面兩條: 第一,細胞膜系統的分化與演變

真核細胞以膜分化為基礎,分化為結構更精細,功能更專一的單位——各種膜圍細胞器,使細胞內部結構與職能分工。而原核細胞無此情況。 第二,遺傳信息量大與遺傳裝置的復雜化

真核細胞的遺傳信息可達上萬個基因,并具重復序列,染色體功能具二倍性或多倍性。原核細胞為單倍性。僅為一條環狀DNA分子,細菌只有幾千個基因。

二、細胞的大小及其分析

原核細胞多在1—10或1—5μm,細菌多在3—4μm,支原體只有0.1μm。

動物細胞多在(10—100μm,20—30μm, 15—70μm)。最大的細胞要屬鴕鳥卵,可達10 cm,卵黃只有5cm。隆鳥卵直徑可達20 cm。 那么,細胞的大小是怎樣決定的呢?

首先,細胞的核質比與細胞大小有關,決定細胞上限。 其次,細胞的相對表面積與細胞大小有關。 最后,細胞內物質的交流與細胞大小有關。

三、細胞形態結構與功能的關系

細胞的形態結構與功能的相關性和一致性是多數細胞的共性。

四、細胞的化學成分及在原生質中的造形

膜系統:主要以脂蛋白構成,包括細胞膜、核膜,以及一系列細胞器膜。

顆粒系統:由蛋白質或核蛋白組成,如存在于線粒體內膜上的基本顆粒(F因子),亦稱內膜亞單位(inner membrane subunits )和核糖核蛋白體,分別是氧化磷酸化和合成蛋白質的場所。 纖維系統:由蛋白質和核酸組成。

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第三章 細胞生物學研究方法

(研究方法和工具)

教學目的 1 了解主要工具和常用方法,側重掌握基本原理和基本應用; 2 認識工具和方法與學科發展的相關性。 教學重點 儀器方法的基本原理和基本應用 教學難點 電鏡制樣及分子雜交技術 教學方法 講授、參觀

第一節 細胞形態結構的觀察方法

一、 光學顯微鏡技術

(一) 普通復式光學顯微鏡技術

(二)熒光顯微鏡(fluorescence microscope)

(三)暗視野顯微鏡(darkfield microscope)

(四)相差顯微鏡(phase contrast microscope)

(五)激光共焦點掃描顯微鏡(略)

(六)微分干涉顯微鏡(略)

二、電子顯微鏡技術

(一)電鏡設計原理及分類

(二)電鏡的種類

(三)透射式電子顯微鏡

(四)光鏡與電鏡的主要區別

綜上可見,電鏡與光鏡區別主要在于:

(1) 光源不同 光鏡為可見光或紫外線;電鏡為電子束 (2) 透鏡不同 光鏡為玻璃;電鏡為電磁透鏡 (3) 真空 (4)顯示記錄系統

(五)掃描式電子顯微鏡 掃描電鏡的特點 掃描電鏡的基本結構

(六)電鏡樣品制備技術 1 超薄切片技術(詳見光盤) 2 負染色(negative staining)技術

3 核酸大分子的制樣技術(大分子鋪展技術,Kleinschmidt法) 4 整裝細胞電鏡技術 5 電子顯微鏡細胞化學技術

是能過特殊的細胞化學反應,使待測物轉變成某種不溶性的電子致密沉淀物,并利用電鏡在超微結構水平上對產物進行定位和半定量。主要有各種酶的定位,其次是核酸、蛋白質、脂肪、碳水化合物等的定位。 酶的化學定位技術

免疫細胞化學電鏡技術(見本編第十一章)。 6 冰凍蝕刻技術(freeze etching) 7 掃描式電鏡制樣技術

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第二節 細胞組分的分析方法 (生化分析法)

一、超速離心技術分離細胞(組分)及生物大分子

(一) 各種離心技術——分離細胞器、生物大分子

離心方法:根據分離對象和目的不同,采用不同的離心方法,制備離心和分析離心。

(1)制備離心 (preparative centrifuge) 分離和純化亞細胞成分和大分子,目的是制備樣品。 差速離心法:是最常用的方法,根據不同離心速度所產生的不同離心力,將各種亞細胞組分和各種顆粒分離開來。

密度梯度離心(區帶離心法)

a、速率區帶離心法(蔗糖密度梯度離心) b、等密度梯度離心法(氯化銫密度梯度離心)

(2)分析離心(analytical centrifuge) 分析和測定制劑中純的大分子的種類和性質,如浮力密度和分子量、生物大分子的構象變化、分析樣品的純度等。此工作必須是在制備離心的基礎上進行。

(二)細胞的選擇性抽提(分離蛋白質、核酸大分子)

(三)柱層析的技術(分析蛋白質和核酸)

(四)電泳技術

(五)色譜分析技術(色譜學——分離純化樣品)

(六)氨基酸分析技術

二、細胞化學技術

(一)組織化學和細胞化學法

基本原理:利用某些化學物質和某些細胞成分發生化學結合,從而顯示出一定的顏色,進行定性和定位研究的方法。

(二)免疫細胞化學法(特異蛋白抗原的定位與定性)

基本原理:此項技術是將免疫學中抗原、抗體以及補體間專一性反應結合顯微或亞顯微組織學的一些研究方法的統稱。是免疫學原理與光鏡或電鏡技術的結合。 抗體的標記

抗體標記的方法很多,有鐵蛋白標記法、免疫酶標記法、免疫金標記法、雜交抗體標記法、搭橋標記法、同位素標記法、熒光標記法等。

三、細胞內特異核酸序列的定位與定性

(一)DNA序列測定技術

(二) 核酸分子雜交技術(molecular gbridization technique) (特異核酸的定性定位)

概念 兩條具有互補核酸順序的單鏈核酸分子片斷,在適當的實驗條件下,通過氫鍵結合,形成DNA-DNA、DNA-RNA或RNA-RNA雙鏈分子的過程。 印跡雜交 (blot hybridization) 用已知的帶有標記的特定核酸分子(或抗體、蛋白質分子)作為探針,與通過印跡被轉移的核酸分子(或抗原、蛋白質分子)片段雜交的過程。

(1) Southern blotting (DNA印跡法) 將分離的DNA片段通過毛細管作用轉移到硝基纖維素膜上,用DNA探針與之雜交的過程。是以發明此項技術的人名命名的(E?M?Southern)。是體外分析特異DNA序列的方法。

(2) RNA印跡術(Northern blotting) (3) 蛋白質印跡術(Western blotting)

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(4) Eastern blotting(Western blotting的變形) 當用凝膠進行抗原抗體反應,再進行印跡的方法)。

(5) DNA與蛋白質的體外吸附技術(Southwestern blotting) 結合了Western印跡與southern印跡兩種實驗方法的特點而設計的一種檢測序列特異性DNA結合蛋白的實驗方法(翟P51)。 (6) 原位雜交(Insitu hybridization) 用已知的帶有標記的特定核酸分子作為探針,來測定與之成互補關系的染色體DNA區段的位置。

四、電鏡放射自顯影技術

原理 這是一種利用放射性同位素作為標記物對細胞化學物質進行超顯微結構的定位、定性或定量的實驗技術。

五、定量細胞化學分析技術

(一) 顯微分光光度測定技術

第三節 細胞培養、細胞工程與顯微操作技術

一、細胞培養

(一)動物細胞培養

(二)植物細胞的培養 包括單倍體細胞的培養和原生質體培養

“全能性”—指生物體的每一生活細胞,處于適當條件下,都具有進行獨立生長發育,并形成一個完整生物個體的能力。 1單倍體細胞的培養 2原生質體培養

3植物細胞雜交(融合)

(三)突變株和非細胞體系在細胞生物學研究中的應用

二、細胞工程

概念 應用細胞生物學和分子生物學的理論、方法和技術,按人們的預定設計藍圖有計劃的保存、改變和創造細胞遺傳物質,以產生新的物種和品系,或大規模培養組織細胞以獲得生物產品。 該技術在細胞和亞細胞水平上開辟了基因重組的新途徑,不需分離、提純、剪切、拼接等基因操作,只需將遺傳物質直接轉入受體細胞,就可形成雜交細胞。 主要技術領域

細胞(組織、器官)培養:in vivo 在體、活體、生物體內 in vitro 離體、生物體外

細胞融合(體細胞雜交、細胞并合) 細胞拆合(細胞質工程、細胞器移植) 染色體(組)工程

繁殖生物學技術(胚胎冷凍技術、試管嬰兒、生物復制、胚胎移植、發育工程、胚胎工程、胚胎分割技術、胚胎融合技術、嵌合體)

組分移植技術 將細胞的組分(核、質、染色體、甚至基因)直接移植到另一個細胞中去的技術

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第四章 細胞膜與細胞表面

教學目的 1 掌握質膜的分子模型 2 了解流動鑲嵌模型的主要特點 3 掌握細胞連接的方式和特點 教學重點 流動鑲嵌模型結構要點 教學難點 細胞連接的超微結構 教學方法 講授、討論

第一節 細胞膜與細胞表面的特化結構

一、細胞膜的結構模型

細胞膜(Cell membrane) 指圍繞在細胞最外層,由脂類和蛋白質組成的薄膜。是所有細胞共有的包被(原生質,細胞質)的一層膜。又有原生質膜(Plasmalemma)之稱,通常簡稱質膜(Plasma membrane)。

1、 雙分子片層模型(bimolecular leaflet model)

這一模型是Danielli & Davson于1935年提出的,因此又稱Danielli & davson模型。

2、 單位膜模型(The unit membrane model)

這個模型是1957~1959年,英國倫敦大學的羅伯遜(Robertson),通過電鏡觀察后提出的。

3、流動鑲嵌模型(fluid mosaic model) 這個模型的主要內容可歸納為:

○1脂類物質以雙分子層排列,構成膜的骨架;

○2鑲嵌性 蛋白質分子鑲嵌在脂雙層的網架中。存在方式有內在蛋白(整體蛋白)和外在蛋白(邊周蛋白)?!?不對稱性 蛋白質分子和脂質分子在膜上的分布具不對稱性,膜兩側的分子性質和結構不同。

○4流動性 脂質雙分子層和蛋白質是可以流動或運動的

脂質分子的運動性:有實驗表明,類脂分子的脂肪酸鏈部分在正常生理狀態下,可作多種形式的運動:旋轉、振蕩、擺動、翻轉,同時整個分子可作側向擴散運動。

蛋白質分子的運動性:有側向擴散和旋轉兩種方式,受周圍膜質性質和相態的制約。熒光抗體免疫標記可觀察。

綜合流動鑲嵌模型之內容,不難看出,其突出特點在于,流動性、鑲嵌性、不對稱性和蛋白質極性。由此造成各種膜的功能差異。

4、晶格鑲嵌模型(蛋白液晶膜模型)

5、板塊鑲嵌模型

最近有人提出脂筏模型(Lipid rafts model)。目前認為,這些模型并無本質區別,只是對流動鑲嵌模型的進一步補充說明,不能作為膜的通用模型。

二、質膜的化學組成

細胞膜幾乎全都是脂類(50%)和蛋白質(40%),僅含少量糖類(2~10%糖脂和糖蛋白)和微量核酸(細菌質膜、核膜、mit、chl內膜),結合方式及存在意義尚不清楚。

(一)膜脂(Lipids)

(二)蛋白質(Protein)(膜蛋白)

(三)糖類(Carbohydrate)

三、質膜的功能(function of c.m)

質膜與外界環境隔離開,通過它保持著一個相對穩定的細胞內環境,在細胞生命活動中行使著多第 10 頁 共 55 頁

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種重要功能,概括為:物質運輸,能量轉換,信息傳遞,細胞識別,細胞連接,代謝調控,膜電位維持等。

四、骨架與細胞表面的特化結構

膜骨架(membrane associated cytoskeleton)

指質膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網架結構,參與維持細胞質膜的形狀并協助質膜完成多種生理機能。早期有人稱膜下溶膠層,實質為膜骨架。 第二節 細胞連接

細胞連接可分為三大類:即

一、封閉連接

緊密連接(tightjunction )為典型的封閉連接,又稱結合小帶或封閉小帶(zonula oceludens),是相鄰兩細胞膜緊緊靠在一起的連接方式,中間無空隙,并且兩質膜外表面互相融合,所以電鏡下觀察呈三暗夾兩明的五層結構。

二、錨定連接

通過這種連接方式將相鄰細胞的骨架系統或將細胞與基質相連成一個堅挺、有序的細胞群體。

1、橋粒和半橋粒(與中間纖維有關)

○1橋粒(desmosme, maculae adherens) 指相鄰細胞間形成的“鈕扣”樣結構,聯結處約有30nm的間隙,間隙充滿絲狀的粘多糖性物質,其中有一層電子密度較高的接觸層,或稱中央層(橋粒蛋白)將間隙等分為二。

○2半橋粒:位于表皮基細胞與基膜接觸的一面,由于相對應的為基膜而不是細胞,因而稱半橋粒(hemides mosome)。

2、粘著帶與粘著斑(與肌動蛋白絲有關)

○1粘著帶 介于緊密連接與橋粒之間,亦稱為中間連接。是相鄰細胞間有較寬(15~20nm)間隙的一種聯結方式。

○2粘著斑 是肌動蛋白纖維與細胞外基質之間的連接方式。如貼壁細胞的貼壁行為,通過粘著斑貼在瓶壁上。

三、通訊連接

1 間隙連接(gap junction)

又有縫隙聯結或接合斑(nexus)、縫管連接或封閉筋膜(fascia occludens)之稱,是相鄰細胞間有2-3nm間隙的一種連接方式。電鏡下觀察聯結處呈四暗夾三明的七層結構之稱。 2 植物細胞的連接——胞間連絲(Plasmodesma)

在植物細胞,兩相鄰細胞的壁之間靠一層稱作胞間層(中膠層middle tamella)的果膠類(Pectin)物質粘合在起,但在有些部位,細胞壁及胞間層并不連續,在此有原生質絲通過而勾通相鄰兩細胞,這便是植物細胞特有的連接方式——胞間連絲,是指相鄰植物細胞穿通細胞壁的細胞質通路。 3 化學突觸:是可興奮細胞之間的連接方式,通過釋放神經遞質(如乙酰膽堿)來傳導神經沖動,電信號→化學信號→電信號

(四)細胞表面的粘著因子

第三節 細胞外被與細胞外基質

一、細胞外被(Cell coat)

又稱糖萼(glgcocalyx),指由細胞產生的、與細胞膜外表面聯系密切的粘多糖類物質。由于它林立在細胞表面,與質膜中蛋白質和脂類結合,故可認為它是質膜的組成部分,但有其獨立性。有人將細胞外被與質膜比喻成“毛”與“皮”的關系。

二、細胞外基質(extracellular matrix)

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分布于細胞外空間(如細胞之間或細胞表面),由細胞分泌的蛋白和多糖構成的網絡結構。與膜關系不密切,功能在于:○1細胞間粘著;○2保護作用;○3維持細胞外環境(調節細胞周圍的物質濃度);○4過濾作用等等。在形態發生中作用重大,包括:細胞遷移、增殖、形態變化、分化、保護、組建等。 主要包括四大類物質

(一)膠原(collagen):屬糖蛋白類物質,為纖維狀蛋白多聚體,含量最高,具剛性,抗張強度大,構成細胞外基質的骨架體系。

(二)氨基聚糖(glycosaminoglycan GAC)和蛋白聚糖(proteoglycan,PG)(粘多糖,粘蛋白)

(三)層粘連蛋白(Lamimin,LN)(較大的糖蛋白分子)和纖粘連蛋白(fibronectin,FN)(由兩條或更多的肽鏈及一些低聚糖組成。對細胞遷移作用大)。

(四)彈性蛋白

參考文獻:

1、方思明 間隙連接和細胞間物質交流,細胞生物學雜志,1984.1

2、岳奎元 細胞連接,細胞生物學雜志,1985.4

3、岳奎元 細胞膜的不對稱性和流動性,生物學通報,1986.8

4、岳奎元 細胞膜鈉—鉀泵生理學,生物通報,86.8

5、徐 信 細胞連結,生物學通報,86.7

6、林元藻 生物膜的主動轉運功能,同上

7、楊福愉 生物膜的流動性,生物化學與生物物理進展,1981.5

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第五章 物質的跨膜運輸與信號傳遞

第一節 物質的跨膜運輸

一、 被動運輸(Passive transport)

指通過簡單擴散或協助擴散實現物質從濃度高處經質膜向濃度低處運輸的方式。運輸速率依賴于膜兩側被運送物質的濃度差及其分子大小、電荷性質等。不需要細胞代謝供應能量。

(一)簡單擴散(simple diffusion)

指物質順濃度梯度的擴散,不需要消耗細胞本身的代謝能,也不需專一的載體(膜蛋白),只要物質在膜兩側保持一定的濃度差,物質便擴散穿膜,又稱自由擴散(free diffusion)。特點:

(二)協助擴散(facilitated diffusion)

又稱促進擴散。絕大多數在細胞代謝上非常重要的生物分子,如各種極性分子和某些無機離子(糖、氨基酸、核苷酸及細胞代謝物等)是不溶于脂的(非脂溶性物質),但它們可以有效地進入細胞,只是擴散速度并不總是隨濃度梯度的增大而加快,而是在一定限度內同物質濃度成正比,超過一定限度,即使提高濃度差,擴散速度也不會再高。分析知它們是通過另一種被動運輸方式——協助擴散進行的。這種運輸方式除了依賴物質濃度差以外,還必須依賴于專一性的膜運輸蛋白(轉運膜蛋白)。

膜運輸蛋白(memberan transport pr.): 鑲嵌在質膜上的、與物質運輸有關的跨膜蛋白質稱膜運輸蛋白,是一種橫穿脂雙層的跨膜分子,包括兩類:

1隧道蛋白(channel pr.)(通道蛋白、槽蛋白):以其親水區構成親水通道和離子通道,允許水及一定大小和電荷的離子通過。

離子通道(亦稱門孔、門隧道)通常呈關閉狀態,只有當膜電位或化學信號物質刺激后才開啟通道。膜電位刺激開放的離子通道稱電位門通道;化學信號物質刺激開放的通道稱配體門通道。 2載體蛋白(carrier pr.):識別結合特異性底物后通過構象變化實現物質轉移。類似于酶與底物的作用,故又稱“透性酶”(Permease)。

綜上,凡是借助于載體蛋白和通道蛋白順濃度梯度的物質運輸方式稱facilitated diffusion、或促進擴散或易化擴散。葡萄糖進入紅細胞,進入小腸上皮細胞通常以這種方式。

協助擴散有三個特點:○1低濃度時比簡單擴散速度快;○2存在最大轉運速度;○3有轉運膜蛋白存在,故具有選擇性、特異性。

二、主動運輸(active transport)

又稱代謝關聯運輸(metabolically linked tramsport),是物質運輸的主要方式。包括由ATP直接提供能量和間接提供能量兩種運輸方式。

(一)ATP直接提供能量的主動運輸—離子泵

所謂離子泵是一種位于細胞膜上的ATP酶,是一(穿膜)內在蛋白,能將ATP水解成ADP+pi,同時釋放能量,ATP酶構象發生變化,帶來離子的轉位,將物質逆濃度梯度運輸。

在質膜上,作為“泵”的ATP酶很多,它們都具有專一性,不同的ATP酶運輸不同的物質或離子,因此,我們可以分別稱它們為某物質的泵。如運輸Ca++,叫鈣泵(肌質網膜);運輸H+,叫氫泵(細菌質膜)等等,質子泵又分為P型(真核質膜上)、V型(溶酶體膜)、H+—ATP酶(線、葉、細菌質膜)?,F以鈉—鉀泵為例,說明離子泵的工作機制。

Na+—K+泵是存在于質膜上的由∝和β二個亞基組成的蛋白質。在有Na+、K+、Mg2+存在時就能把ATP水解成ADP+Pi,同時,把Na+和K+以反濃度梯度方向進行穿膜運輸??梢奛a+-K+泵是一種由Mg2+激活的Na+-K+-ATP酶。1957年,J.skou首先發現并闡述其機制,一般設想: 在膜內側,Na+、Mg2+與酶(∝亞基)結合,促使酶與ATP反應,釋放H3PO4,并與酶結合,引第 13 頁 共 55 頁

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起酶構象變化,與Na+結合部位轉向膜外側。此時的構象親K+排Na+,當與K+結合后,使酶脫去H3PO4,酶構象恢復,結合K+的一面轉向膜內,此時構象親Na+排K+,這樣反復進行,不斷在細胞內積累K+,將Na+排出細胞外。

(二) 間接利用ATP的主動運輸——伴隨運輸(或稱協同運輸,co-transport)

指一種溶質的傳遞要同時依賴于另一種溶質的傳遞。如果兩種溶質的傳遞方向相同,稱同向運輸(symport),如果方向彼此相反,則稱反向運輸(antiport)。

(三)基團轉移

早見于細菌,也見于動物細胞??抗矁r修飾(需能)

(四)物質的跨膜轉運與膜電位

○1調節滲透壓;○2某些物質的吸收;○3產生膜電位;○4激活某些生化反應;如細胞內高濃度K+是核糖體合成蛋白質及糖孝解過程中重要酶活動的必要條件。

三、胞吞與胞吐作用

還有一種物質運輸的方式不同于此,是細胞膜將外來物包起來送入細胞或者把細胞產物包起來送出細胞。前者稱胞吞作用,后者稱胞吐作用,總稱吞排作用(Cytosis)。這樣的物質運輸方式稱膜泡運輸(transport by vesicle formation),又稱批量運輸(bulk transport)。大分子物質及顆粒物質常以此方式進出細胞。

(一)胞飲作用與吞噬作用

某些物質與膜上特異蛋白質結合,然后質膜內陷形成囊泡,稱胞吞泡(endocytic vesicle)。將物質包在里面,最后從質膜上分離下來形成小泡,進入細胞內部。根據內吞的物質性質,將其分為:

吞噬作用(Phagocytosis)吞噬泡,內吞較大固體物質,如顆粒白細胞、巨噬細胞。 胞飲作用(Pinocytosis)胞飲泡,內吞液體或極小顆粒,白細胞、腎細胞、小腸上皮細胞、植物根細胞。

(二) 胞吐作用(exocytosis)又稱外卸

某些代謝廢物及細胞分泌物形成小泡從細胞內部移至細胞表面,與質膜融合后將物質排出。如:小腸上皮的杯狀細胞向腸腔中分泌粘液,經溶酶體消化處理后的殘渣排向細胞外等過程。 關于衣被小泡運輸(Coated vesicle)

存在于真核細胞中,具有毛刺狀外表面的一類小泡(50—250nm)??梢允莾饶は到y的有關細胞器芽生而成,也可以是由質膜內陷,斷裂形成,進行細胞器間的物質運輸。

(三) 受體介導的胞吞作用(receptor—mediated endocytosis)

某些大分子的內吞往往首先同質膜上的受體結合,然后質膜內陷形成衣被小窩,繼之形成衣被小泡,這種內吞方式稱受體介導的胞吞作用。

需說明的是,膜泡運輸時由于質膜內陷或外凸也需消耗能量,故可看作是一種主動運輸方式。 第二節 細胞通訊與信號傳遞

一、細胞通訊與細胞識別

(一)細胞通訊(cell communication)指一個細胞發出的信息通過介質傳遞到另一個細胞產生相應的反應。

(二)細胞識別與信號通路(cell recognition)

細胞識別的現代概念是:細胞識別是細胞通過其表面的特殊受體與胞外信號物質分子(配體)選擇性的相互作用,從而導致胞內一系列生理生化變化,最終表現為細胞整體的生物學效應,這種現象或過程稱為細胞識別。

可見,細胞識別是細胞通訊的一個重要環節。細胞接受外界信號,通過一整套特定機制,將胞外信號轉化為胞內信號,最終調節特定基因的表達,引起細胞的應答反應,這種反應系列稱之為細胞信號通路(Signaling pathway)。細胞識別正是通過各種不同的信號通路實現的。

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(三)細胞的信號分子與受體 1 細胞的信號分子

信號分子,即配基 (Ligands):指能夠被受體識別的各種類型的大、小分子物質。又有信號分子( Signal molecule )和被識別子(cognon)之稱。

親脂性信號分子:甾類激素、甲狀腺素。直接進入細胞與細胞質或核中受體結合,形成激素受體復合物,調節基因表達。

親水性信號分子:神經遞質、生長因子、多數激素等,不能直接進入細胞,先與膜上受體結合,再經信號轉換機制,在細胞內產生→第二信使(cAMP和肌醇磷脂),或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的活性,引起細胞的應答反應。

20世紀80年代發現一氧化氮(NO)是一種重要的信號分子和效應分子,它能進入細胞直接激活效應酶,參與體內重多的生理病理過程,成為人們關注的“明星分子”。 2 受體(receptor)

受體的概念最早是1910年Ehrlich提出的,近來有人建議改稱“識別子”(cognor)。 受體都是蛋白質大分子(多為糖蛋白),一般至少包括兩個結構功能區域,即與配體結合的區域及產生效應的區域。組成糖鏈的單糖種類、數量及排列方式不同,從而形成該細胞特定的“指紋”,是細胞之間、細胞與其他大分子之間聯絡的“文字”和“語言”。

根據靶細胞上受體存在的部位,可將受體分為兩類,即細胞內受體(受胞外親脂性信號分子的激活)和細胞表面受體(受胞外親水性信號分子的激活)。二著通過不同的機制介導不同的信號傳遞通路。

3 第二信使與分子開關

通過分泌化學信號進行細胞間通訊的過程:化學信號分子的合成→信號細胞釋放化學信號分子→轉移至靶細胞→被受體識別→信息跨膜傳遞→引起細胞內生物學效應。

第二信使(second messenger) 70年代初,Sutherland及其合作著提出激素作用的第二信使學說,認為胞外化學物質(第一信使)不能進入細胞,它作用于細胞表面受體,而導致產生胞內第二信使,從而激發一系列生化反應,最后產生一定的生理效應,第二信使降解使其信號作用終止。 分子開關(molecular switches) 在細胞內一系列信號傳遞的級聯反應中,必須有正、負兩種相反相成的反饋機制進行精確控制,即對每一步反應既要求有激活機制又必然要求有相應的失活機制。

二、通過細胞內受體介導的信號傳遞

親脂性小分子(甾類激素、甲狀腺素)穿膜進入細胞,通過與細胞內(細胞質或核)受體結合傳遞信號。

這類受體有三個結構域:

1、C末端區——結合激素;

2、中部——結合DNA;

3、N末端區——激活基因轉錄。

三、通過細胞表面受體介導的信號跨膜傳遞

親水性信號分子(神經遞質、蛋白激素、生長因子等)一般不能直接進入細胞,而是通過與膜上特異受體結合對靶細胞產生效應。

根據信號轉導機制和受體蛋白類型的不同,細胞表面受體分屬三大家族:

1、 離子通道偶聯的受體

是由多亞基組成的受體—離子通道復合體,本身既有信號結合位點,又是離子通道。

2、G蛋白偶聯的受體

這類受體與酶或離子通道的作用要通過與GTP結合的調節蛋白(G蛋白)相耦聯,在細胞內產生第二信使,從而將外界信號跨膜傳遞到細胞內進而影響細胞生物學效應。 由G蛋白偶聯受體所介導的細胞信號通路主要包括兩類: Ⅰ、cAMP信號通路

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激素(第一信使)→激活受體 →進一步激活腺苷酸環化酶,使ATP→cAMP(第二信使),然后通過激活一種或幾種蛋白激酶來促進蛋白酶的合成,促進細胞分化,抑制細胞分裂。 受體和腺苷酸環化酶由G蛋白耦連在一起,并使細胞外信號跨膜轉換成細胞內信號—cAMP。 Ⅱ、磷脂酰肌醇信號通路

外界信號分子 識別并結合膜表面受體,激活 PIP2磷酸二酯酶(PIC) 催化 使4,5一二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2,存在于真核細胞膜的成分)水解 成 1,4,5一三磷酸肌醇和(IP3)和二?;视?DG)兩個第二信使, IP3可引起胞內Ca2+ 升高,通過結合鈣調素并使之構象改變,進而與受體酶結合形成鈣調素—酶復合物, 進一步調節受鈣調素調節的酶的活性,最后引起對胞外信號的應答。

DG可激活蛋白激酶C(PKC),使細胞內PH 升高,進而引起對胞外信號的應答。

3、與酶偶聯的受體

這類受體一旦被配基(信號分子)活化即具有酶的活性。這類受體均為跨膜蛋白質。

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第六章 細胞質基質與細胞內膜系統

教學目的:

1 了解細胞質基質的內容

2 掌握內膜系統包括的結構及功能

教學重點: 1內質網、高爾基體的結構特點 2 溶酶體的發生及功能

教學難點: 內膜系統各結構之間的關系 講授法

第一節 細胞質基質(Cytoplasmicmatrix)

概念:此概念在不同階段從不同角度有不同叫法,概念包括的內容也隨觀察工具的發展有所變化和完善。反映出對細胞質的認識不斷深入。最早的概念稱透明質 (hyaloplasm),指細胞質中除線粒體、質體等在光鏡下所能看到的所有細胞器以外的部分,又稱細胞液(Cell sap)。 透明質(細胞液) —→ 胞質溶膠 —→細胞質基質

光鏡下可見結構以外的部分 離心沉淀物以外部分 可分辯結構以外的膠狀物質

Cytoplasmicmatrix或grownd cytoplasm:指除去能分辯的細胞器和顆粒以外的細胞質部分,是一復雜的高度有組織的膠體系統。

一、 化學組成

細胞質基質是細胞真正的內環境,其組成成分復雜。主要含有與中間代謝有關的數千種酶類。故認為它呈復雜的膠體性質,可隨環境條件的改變由溶膠變為凝膠狀態或者相反,這成為某些細胞運動方式的動力。

二、功能

1、參與各種生化活動(中間代謝過程)

○1蛋白質合成 ○2脂肪酸合成 ○3糖的酵解 ○4糖原代謝 ○5核苷酸代謝

2、提供離子環境 以維持各細胞器的實體完整性。

3、提供底物(原料) 以供細胞器行使功能(物質庫)。

4、提供物質運輸的通路 細胞與環境、細胞質與細胞核、細胞器之間的物質運輸、能量交換、信息傳遞等都需通過細胞質基質來完成。

5、影響細胞分化 如卵子細胞質對于分化起重要作用。

在細胞質中存有形形色色的細胞器,其中有一些膜圍細胞器,它們在結構及功能上彼此相關,甚至連通,共同組成一個龐大而精密復雜的系統——內膜系統。 第二節 內膜系統(eudomembrane system)

概 念 細胞質中由膜圍成的、在結構、功能,乃至發生上有密切關系的小管、小泡和扁囊共同組成的膜系統。主要包括核膜、內質網、高爾基體三大結構以及它們的產物——各種小泡和液泡。 意 義 內膜系統的出現是真核細胞區別于原核細胞的顯著特點之一,其意義在于:大大增加了細胞內膜的表面積,為多種酶特別是多酶體系提供了大面積的結合部位?!?酶系統的隔離與連接 ○2蛋白質、糖、脂肪的合成 ○3加工包裝運輸分泌物 ○4擴散屏障及膜電位建立 ○5離子梯度的維持等。

一、 內質網(endoplasmic reticulum, ER)

概 述 1945年,著名超微結構學家K.B.Porter,在電鏡下觀察組織培養的雞胚成纖維細胞時,發現有各種大小的管道相連成網狀,并多處在細胞質的內質部位,故定名為內質網。雖然以后發第 17 頁 共 55 頁

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現這種細胞器不盡在內質部位,但仍延用至今。這種結構與細胞內物質合成有關,故有細胞的生物合成“工廠”之稱。

(一)形態結構特點

ER是交織分布在細胞質中的由膜圍成的扁囊或小管狀管道系統?;窘Y構分為三部分: 內質網膜:結構與質膜相同,但比質膜薄(5-6nm),有些部位可與核膜和某些細胞器膜相連,少數能與質膜相連。

(二)類型及分布特點

根據內質網的細胞質面是否附有核糖體將ER分為二類。即:

1 粗面內質網(rough endoplasmic reticulum,RER) 又稱顆粒內質網(Granular e- r- GER),由于它似與細胞核一樣能為堿性染料染色,在歷史上曾有過所謂核外染色質的叫法。意指內質網膜及附在其上的核糖體。

2 光(滑)面內質網(smooth endoplasmic reticulum,SER) 表面光滑,無核糖體附著,嗜酸性,在形態上常呈分枝狀,小管或小泡的網狀結構,很少象RER那樣擴大成池,其膜也不如RER膜厚。另外,SER的一端常與RER相連,有時還和高爾基復合體或核膜相連。

(三)內質網的化學組成

分析表明:蛋白質約占2/3(比質膜多),主要是酶類,其中CytP-450是內質網的標記酶。脂類1/3(比質膜少)在滑面內質網高于粗面內質網,主要為磷脂和膽固醇。

(四)內質網的功能

ER是細胞內生物合成的“工廠”,執行一系列的功能,有些功能是由RER或SER單獨行使的,有些則是它們共同行使的,為講述方便,我們分開介紹。 1 粗面內質網的功能 (1) 蛋白質合成 (2)蛋白質改造及運輸 糖蛋白的合成過程:

在細胞中形成的一些分泌顆粒(酶原顆粒),它們的成分多為糖蛋白,蛋白質部分如上所述是在RER膜上的核糖體上合成的,那么蛋白質合成之后,糖鏈部分是如何添加上去的呢? 在ER腔面:

首先在 ER膜的多萜醇磷酸上添加形成(N-乙酰葡糖胺)2—(甘露糖)9—(葡萄糖)3,然后在糖基轉移酶作用下將其寡糖芯整批移交給合成中的多肽鏈天冬酰胺的N原子上(N-連接)。在ER和高爾基池的轉運過程中以上寡糖芯被切除只剩下最近端的兩個N-乙酰葡糖胺和3個甘露糖。 在Golgibody上:

修剪后依次添加上巖藻糖、半乳糖、N-乙酰葡糖胺、唾液酸,多是加在肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸側鏈的OH基上,(O一連接)。

蛋白質的運輸:合成改造過的蛋白質如何運送出去呢?通過放射性同位素示蹤證明,這些物質必須經過內質網向外運輸,從這方面看,RER是物質運輸的通道。 ○1分泌蛋白的運輸——Palade model 關于分泌蛋白的運輸,Palade做了系統的研究,并提出了一般的運輸模型——Palade model。Palade 采用了3H-亮氨酸做脈沖標記追蹤實驗,表明在RER上合成的分泌蛋白,是經由內質網池進入高爾基復合體池,再包裝成分泌顆粒排往胞外。

○2少量可溶性蛋白的運輸:這種蛋白質在RER上合成后便轉入細胞質基質中。

○3膜蛋白:這種蛋白質在RER上合成后,有兩條可能途徑,一是先進入ER腔中,再靠一定機制入膜,二是不經ER腔而直接入膜,這兩種可能都在探討中。

(2) 膜的形成 RER膜可不斷地進行自身裝配和生成。在RER首先合成膜脂和內在蛋白,然后添加上酶、專一性糖和脂類,成為各種功能不同的膜。這一過程稱為膜分化(membrane 第 18 頁 共 55 頁

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differentiation)。 2 滑面內質網的功能 (1) 解毒作用 (2)脂類合成 (3)糖代謝

(4)作為分泌蛋白運輸的通路 另外,內質網具有貯積Ca2+的功能。

(五)內質網的發生

內質網是一種非常容易解體,也容易重新形成。關于它的發生目前來說還是個懸而未決的問題,有種種猜測或設想;例如,有人主張ER膜來自核膜,也有人意見相反; 肌質網(Sarcoplasmic reticulum)

是存在于高度特化的細胞——肌纖維中的特化滑面內質網(含有幾個細胞核,是一個大的合胞體)。是分布于肌原纖維之間的縱行小管狀結構,主要功能是貯積鈣離子,在肌肉收縮中起一定作用。(當受到沖動刺激時,可向肌漿中釋放鈣離子,達到一定濃度,引起肌肉收縮)。 第三節 高爾基復合體(Golgi complex)

高爾基體是內膜系統的一部分,結構復雜,由許多扁囊、小泡、大泡組成,現在稱這種復雜的結構為高爾基復合體(Golgi complex)。

一、 形態結構

一個典型的高爾基復合體是由扁平囊泡、小泡和大泡組成的。 1 扁平囊泡(saccules)——高爾基囊(Golgi sac)

扁囊的凸面靠近核側,稱形成面(forming face)或未成熟面(immature face),又稱順面(cis) 扁囊的凹面遠離核側,稱分泌面(secreting face)或成熟面(maturing face),又稱反面(trans) 2 高爾基小泡(Golgi vesicle)又稱微泡或過度小泡。位于主體結構的形成面周圍。直徑在30~80nm左右,膜厚6nm,有兩種類型:一種表面光滑,較多;另一種小泡膜表面有絨毛樣層,特稱衣被小泡(coated veside)數量較少。

3 高爾基液泡(Golgi vacuole)又稱濃縮泡(condensing vacuole)或大泡、分泌泡、分泌顆粒。位于主體結構的分泌面周圍,直徑約在100—500nm。一般認為它們是由扁平泡寬大的末端或成熟面局部膨大而形成,是高爾基復合體加工、包裝的分泌產物,由于這些產物的成熟程度不同,造成不同的大泡其內物質的電子密度不同。

二、化學組成

通常:蛋白質約占60%:多為酶類,如:硫氨素焦磷酸酶(TPP酶)(thiamine pyrophosphatase)、糖基轉移酶(glycosyl transferase)、酸性磷酸酶及其他溶酶體酶。其中糖基轉移酶是高爾基復合體的特征酶,它可以將低聚糖轉移到蛋白質上形成糖蛋白。脂類約占40%,主要為膽固醇,甘油三酯等。

三、高爾基體在細胞中的分布特點

四、高爾基復合體的功能

1 作為細胞內的加工運輸系統,形成分泌物。

實驗表明,高爾基復合體類似一個加工廠,對來自內質網的蛋白質、脂類加工改造,然后裝配起來,運出細胞。

這一運輸途徑是目前為多數人接受的,稱為膜流動理論。酶原顆粒在細胞表面將內容物排出后,其膜泡可返回高爾基體。這種內膜系統在細胞內移動運轉的現象稱為膜流(m.flow) 2 合成糖蛋白和糖鞘脂,對糖蛋白寡糖鏈進行修飾。

兩類糖基化修飾:糖一般結合在多肽鏈的4種αα 殘基上,N—連接連在天冬酰胺的氮原子上。O—連接連在絲、蘇、羥脯、羥賴氨酸的羥基上。

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3 蛋白質的加工改造

有些蛋白質(酶)合成是先形成無生物活性的前體物,再經過加工改造才具備活性,高爾基復合體具備這方面的功能。 4 膜的轉變功能

5 參與植物細胞壁的形成 6 參與溶酶體的形成

五、高爾基復合體的發生

Golgj complex是一種易變結構,隨時可解體和產生。關于它的發生有不同的說法,傾向性看法(普遍認為):它是由內質網或核膜轉變而來的,即:RER失去核糖體,分離成光面膜小泡,由此合并成高爾基池;或者由SER分離出小泡,合并成高爾基池。 第四節 溶酶體(Lysosome)

溶酶體幾乎存在于所有的動物細胞,植物細胞內的溶酶體,目前意見不一,有人認為植物細胞內有類似溶酶體的結構,而單獨稱為植物溶酶體,如圓球體、糊粉粒和蛋白質體。液泡也具此功能。溶酶體在各種細胞內的數量與形態差異很大,這是由于各溶酶體分別處于其生理功能的不同發展階段的緣故。

一、結構及化學組成

電鏡下觀察,溶酶體是外包一層單位膜的圓泡狀結構,平均大小約在0.25~0.8μm(0.2~0.5μm)之間,介于線粒體和微體之間。

溶酶體膜是一典型的單位膜,其化學成分主要是脂蛋白,磷脂含量也較多。這層膜對溶酶體本身所含酶具有抗性,膜一旦破裂,則消化細胞,危及組織,故溶酶體有“自殺袋”之稱。

二、溶酶體的類型

第一類:初級溶酶體(Primary lysosome )是指剛從高爾基的邊緣膨大分離出來,還未同消化物融合的潛伏狀態的溶酶體(不含作用底物)。內容物為均一的酶液,無活性。

第二類:次級溶酶體(Secondary lysosome)指初級溶酶體同消化物融合后,正在進行消化或已經消化后的泡狀結構,又稱消化泡(digestive vacuole)。 次級溶酶體又因所消化物質的來源和消化程度不同,分為:

○1異體吞噬泡(heterophagic vacuole),異噬小體(heterophagosome):是初級溶酶體與吞噬小體融合后形成的泡狀結構。吞噬小體(phago some)是細胞內吞異物后形成的泡狀結構,又稱初級內吞小泡。

○2自體吞噬泡(autophagic vacuole),自噬小體(autophagosome):是初級溶酶體含有細胞自身的部分物質,(細胞器)進行消化的泡狀結構。這部分細胞器可能是衰老的或多余的,這是一種自我保護作用。

○3終末溶酶體(telolysome)、殘余小體(residual body)或殘質體,后溶酶體(post lysosome) 次級溶酶體中的物質被消化完畢后,其殘渣存在的泡狀結構。這時已失去酶活性或酶活性極弱。異噬小體和自噬小體是正行使消化功能的次級溶酶體,而后溶酶體則是已經行使完消化功能的結構。

三、溶酶體功能 1 正常消化和防御作用

2 自體吞噬作用——暫渡“危機” 3 細胞的自溶作用——保證發育

4 溶酶體與細胞病理(實屬溶酶體功能異常)

四、溶酶體的來源(發生)

關于溶酶體的來源,目前有兩種觀點: ○1來自ER和Golgi body 第 20 頁 共 55 頁

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多數學者認為,溶酶體和其它分泌顆粒一樣,其內含物是在RER上合成,輸入到Golgi區,包上膜游離下來便成為溶酶體。

五、微體(microbody)

微體也是一種由單位膜圍成的細胞器,在大小上很難與溶酶體相區別,只是所含酶類不同。 微體是一類含有氧化酶、過氧化物酶或過氧化氫酶的細胞器,在形態上有卵圓形、啞鈴形、圓球形等。

在動、植物細胞中,普遍存在兩種微體,即過氧化物酶和乙醛酸循環體。 1 過氧化物酶體(Peroxisome)

存在于動物細胞和高等植物的葉肉細胞中,含較多氧化酶。其主要功能表現在:

(1)解毒作用:主要體現在動物細胞,這種微體含有與生成H2O2有關的酶,也含有分解H2O2的過氧化氫酶,將代謝過程中產生的對細胞有毒害的H2O2分解。 (2)分解脂肪酸等高能分子,向細胞直接提供熱能。 (3)與膽固醇代謝有關。

(4)執行光呼吸(乙醇酸代謝):這一功能體現在植物細胞。過氧化物酶體是乙醇酸氧化的場所,氧化的結果是攝取氧,釋放CO2,這一過程只能在光照下,與葉綠體、線粒體聯合進行,稱為光呼吸(photorespiration)) 2 乙酰酸循環體(glyoxysome)

僅存在于高等植物細胞中,參與脂類代謝過程,含有同乙酰酸循環有關的酶,也含有過氧化物酶中的酶。

種子萌發時,乙酰酸循環體降解→脂肪→糖

這一微體的主要功能是蔗糖異生作用,整個過程涉及三個細胞器、兩個主要過程。 第五節 細胞內蛋白質的分選及細胞結構的裝配

一、信號假說與蛋白質分選信號

分泌蛋白合成的信號假說(Signal hypothesis)

這一假說是1975年正式提出的,但近幾年來有不同學者(美國Blobel,西德 Meyer)對其進行修改補充,下面將這方面問題加以綜合介紹。

(1)編碼分泌蛋白的mRNA,在起始密碼子AUG之后,緊跟著一組特定的信號密碼子(約有45-90、48-78個核苷酸)。編碼一段多肽的mRNA (2)多肽鏈的開始合成在游離核糖體上,信號密碼子轉譯信號肽(signal peptide ,疏水性āā占優勢),約有15-30個氨基酸(16-26)。

(3)在RER膜上有信號識別蛋白(signal recognition protein ,SRP),可以釋放到細胞質中去,識別正在合成信號肽的核糖體,并與之結合,合成暫停,引導核糖體與ER膜結合,合成繼續。其上有核糖體親合蛋白Ⅰ、Ⅱ(實際上是核糖體受體蛋白)以及SRP受體,又稱停泊蛋白(docking.P)。

(4)核糖體-SRP復合物與RER膜上的核糖體受體蛋白(SRP受體)有識別能力,并相互作用,使RER形成隧道,SRP受體重新啟動暫時終止的肽鏈繼續合成,SRP釋放。合成的多肽鏈通過隧道進入內質網池。

(5)信號肽已無用,被位于RER膜內表面的信號肽酶切掉(Signal peptidase)。 (6)多肽鏈繼續生長,直至合成完畢。

(7)在一種分離因子作用下,核糖體脫離開膜,隧道封閉。

二、蛋白質分選的基本途徑與類型(核編碼蛋白質如何進入線粒體、葉綠體) (1)在細胞質基質中合成多肽前體物; (2)前體物同細胞器表面受體結合; (3)穿膜進入細胞器內;

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(4)前體物被加工成成熟多肽。

前體物的穿膜活動也符合信號假說原理。即,這些前體物具有氨基端順序或肽鏈內部順序——信號肽(特稱導肽,Leader peptide,高度疏水性),靠此與細胞器膜上的信號肽順序受體結合,穿膜進入細胞器,被信號肽酶切除信號肽,參與細胞器建成或功能活動。

從以上看出,決定新合成的多肽轉移到細胞的哪個部位,是存在于多肽本身的某種信息。如信號肽,導肽等。但只有這一條還不夠,還必須有能識別正在合成多肽的某些蛋白質分子,以幫助多肽的轉運,折疊或裝配,這一類分子本身并不參與最終產物的形成,特稱為分子伴娘(molecular chaperones),如信號識別顆粒(SRP)。

三、膜泡運輸

(一) 網格蛋白有被小泡

負責蛋白質從高爾基體的TGN向質膜、胞內體或溶酶體和植物液泡運輸。另外,受體介導的內吞負責將胞外物質運往胞內等。

(二) COPII有被小泡

負責從ER到高爾基體的物質運輸。

(三) COPI有被小泡

負責回收轉運內質網逃逸蛋白返回內質網(“開放的監獄”)。

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第七章 細胞的能量轉換—線粒體和葉綠體

教學目的:掌握線粒體、葉綠體的超微結構及功能 教學重點:1線粒體、葉綠體的超微結構 2化學滲透學說

3線粒體、葉綠體的半自主性

教學難點:線粒體、葉綠體的超微結構及功能的關系 講授與討論

第一節 線粒體與氧化磷酸化

一、線粒體形態、大小、數目和分布

二、線粒體的超微結構

本世紀50年代后,在電鏡下觀察研究線粒體的結構問題。是由雙層單位膜套疊成的所謂“囊中之囊”,在空間結構上人為地劃分為四大部分,即外膜、內膜、外室、內室。

(一)外膜(outer membrane)

指包圍在線粒體最外面的一層膜,看上去平整光滑而具有彈性,膜厚約6nm。對各種小分子物質(分子量在10000 doldon以內,如電解質、水、蔗糖等)的通透性較高,有人認為外膜上具有小孔(ф2~3nm)。

(二)內膜(inner membrane)

也是一單位膜,約厚6~8nm。內膜不同于外膜。首先是在結構上,內膜不是平滑的,而是由許多向線粒體腔內的突起(褶疊或小管),被稱為“線粒體嵴”(mitochondria cristae),是線粒體最富有標志性的結構,它的存在大大擴大了內膜的表面積,增加了內膜的代謝效率。

(三)外室(outer space)(膜間隙)

指內、外膜之間的窄小空隙,寬約6~8 nm,又稱膜間隙(intermembrane space)。

(四)內室(mner space)

指由內膜包圍的空間,其內充滿蛋白質性質的物質,稱線粒體基質(mitochondria matrix)。

三、線粒體的化學組成及定位(chemical composition)

(一)蛋白質 外膜含量(60%)低于內膜含量(80%),主要為酶類(約120余種)。 外膜:單胺氧化酶(標記酶)、NADH—細胞色素C還原酶、脂肪酸輔酶A連接酶等等; 內膜:呼吸鏈酶系(細胞色素氧化酶為標記酶)、ATP合成酶、琥珀酸脫H酶等等; 外室:腺苷酸激酶(標記酶)、核苷二磷酸激酶;

內室:三羧酸循環酶系(其中蘋果酸脫H酶是標記酶)、脂肪酸氧化酶、蛋白質合成酶系等等

(二)脂類 外膜中含量(40%)高于內膜中的含量(20%)。其中內膜不含膽固醇,而含心磷脂較多。

(三)核酸 基質中有DNA,稱mt—DNA

四、線粒體的功能——生物氧化(biological oxidation)

亦稱細胞呼吸(cellular respiration),指各類有機物質在細胞內進行氧化分解,最終產生CO2和 H2O,同時釋放能量(ATP)的過程。包括TCA環、電子傳遞和氧化磷酸化三個步驟,分別是在線粒體的不同部位進行的。

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(一) 生物氧化的分區和定位

(二)電子傳遞和氧化磷酸化的結構基礎

雖然電子傳遞和氧化磷酸化偶連在一起,但它們又是通過不同的結構完成的。1968年,E.Racker等的亞線粒體小泡重建實驗說明了這一問題(圖示)。

由此可見,電子傳遞是在線粒體內膜上,氧化磷酸化由基粒承擔。

1 電子傳遞鏈(呼吸鏈)(electron transport chain, respiration chain) 呼吸鏈是由存在于線粒體內膜上的眾多酶系和其它分子組成的電子傳遞鏈。 (1)復合物I NADH—Q還原酶,催化NADH的2個電子→輔酶Q (2)復合物Ⅱ 琥珀酸—Q還原酶,催化電子從琥珀酸通過FAD和鐵硫蛋白傳至輔酶Q (3)復合物Ⅲ 細胞色素還原酶,催化電子從輔酶Q傳至CytC (4)復合物Ⅳ 細胞色素氧化酶,將電子從CytC→氧。 2 基粒(F1—FO復合物)的超微結構

F1—FO復合物,又稱內膜亞單位、呼吸集合體、ATP酶復合物、ATP合成酶等。這一結構最初是在1962年,由Fernadezmoran經負染色在電鏡下觀察到的,后來D.Green將其稱為線粒體基粒,后改稱基粒,實際上是一種ATP酶復合體,分子量約在448000。

它是由多條多肽鏈構成的復合結構,可分為三部分,即頭、柄、膜三部。在ATP形成過程中共同發揮作用。

3 氧化磷酸化的偶聯機制

(1)化學偶聯假說(Chemieal coupling hypothesis) (2)構象偶聯假說(Conformational coupling hypothesis) (3)化學滲透學說(Chemiosmotic coupling hypothesis)

亦稱電化學偶聯學說,是1961年英國生化學家P.Mitchell提出的。對電子傳遞和氧化磷酸化問題作了較為另人信服的解釋,故普遍為人接受,米切爾因此而獲1978年諾貝爾化學獎。 這一假說的中心思想是:在電子傳遞過程中所釋放的能量轉化成了跨膜的氫離子濃度梯度的勢能,這種勢能驅動氧化磷酸化反應,合成ATP。

(1)NADH提供一對電子,經電子傳遞鏈,最后為O2所接受。

(2)電子傳遞鏈中的載氫體和電子傳遞體相間排列,每當電子由載氫體傳向電子傳遞體時,載氫體的H+便釋放到內膜外。一對電子在呼吸鏈三次穿膜運動,向外室排放三對H+ 。 (3)內膜對H+具有不可透性,故隨電子傳遞過程的不斷進行,H+ 在外室中積累,造成膜兩側的質子濃度差。

(4)外室中H+有順濃度梯度返回基質的傾向,當H+通過F1—FO復合物時,ATP酶利用這一勢能合成ATP。

(5)F1—FO復合物需2個質子合成一個ATP。

第二節 葉綠體與光合作用(chloroplast & photosynthesis)

葉綠體是植物細胞特有的雙層膜圍成的細胞器,它對生物界的存在和進化有著重大貢獻(三個最初:一是人類、動物、多數微生物的食物的最初來源;二是人類社會利用的古生物燃料——煤、石油、天然氣的最初來源;三是地球上氧氣的最初來源),主要功能在于:吸收光能,合成碳水化合物,同時產生分子氧,總稱為光合作用(photosynthesis)

一、葉綠體的形狀、大小、數目、分布

二、超微結構

近年來,先后有許多學者采用超薄切片、負染色和冰凍蝕刻等先進技術,研究葉綠體的形態和組成,揭示葉綠體囊狀膜系統的超微結構。

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1 葉綠體膜(chl membrane)

是兩層光滑的單位膜(內、外膜)6-8nm,也稱外被(outer envelope),是一個有選擇的屏障,控制著葉綠體代謝物質的進入和排出。 2 基質(stroma)

指葉綠體膜包圍的,無結構,呈流動狀態的物質。即葉綠體內膜與類囊體之間無定形物質,在基質中存在:

(1)葉綠體DNA 環狀,每一葉綠體內可含有幾十個拷貝;(2)70S核糖體;(3)mRNA、tRNA;(4)酶類;(5)RUBP羧化酶;(6)各種離子。 3 類囊體

類囊體在基質中有兩種形式存在,一種是較小的扁囊,多個5—30(10—100個)相互疊置成一摞,形成的結構稱基粒(grana)。每一葉綠體中約含有40—80個基粒。組成基粒的類囊體稱基粒類囊體(granum-thylakoid)或基粒片層(grana lamella)。另一種是較大的扁囊,貫穿于基粒之間,稱基粒間類囊體或基質類囊體(stroma-thylakoid)或基質片層(stroma lamella)。它們順著葉綠體的縱軸彼此平行排列。其存在意義在于,使膜片層的總面積大大超出葉綠體的面積。

可見基粒thylokoid中有PSI和PSII的機能單位,并分布在膜內表面,是PSII核心顆粒和捕光復合物結合成的。

而基質thylokoid中多有PSI的機能單位,多布于膜外側。

除上述內在蛋白外,還有組成電子傳遞鏈的眾多載體,包括○1PQ(質體醌)、○2PC(質體蘭素,plastcyanin)、○3細胞素(Cytb—559,Cytf—553,Cytb6—563等)、○4鐵硫蛋白(鐵氧還蛋白ferrdoxin,Fd)、○5黃素蛋白。故將類囊體稱為光合膜。

三、化學組成

四、葉綠體的功能——光合作用(photosynthesis)

綠色植物細胞,吸收光能,還原CO2,并利用水提供氫合成碳水化合物,同時放出分子氧的過程,稱為光合作用??傔^程分為兩個階段:光反應和暗反應。

(一) 光反應(Light reaction)

葉綠素等色素分子捕獲光能,將光能轉化為ATP和NADPH的化學能,并放出氧的過程,是在類囊體膜上進行的,為能量轉換過程。

光反應包括三個基本反應:原初反應、電子傳遞反應、光合磷酸化。

(1)原初反應(primary reaction):指聚光色素分子吸收光量子傳到反應中心進行光化學反應的物理過程。包括光能的吸收、傳遞與轉換。

(2)電子傳遞反應:包括三個階段:NADP+的還原反應;PSII與PSI之間的傳遞;放氧反應。 (3)光合磷酸化反應:在有光存在下,當電子沿電子傳遞鏈傳遞時,形成ATP的過程稱為光合磷酸化(photophosphorylation)。

當電子從還原勢高處(Q)向還原勢低的PSI傳遞時,能量下降,利用這一能量將ADP磷酸化形成ATP,這一過程稱非循環式光合磷酸化(電子通路是開放的)。

當NADPH NADP+比值大時(缺少NADP+時),鐵氧還蛋白(Fd)則將電子通過cytb

6、cytf、pc傳給P700+,利用這一能量使ADP磷酸化形成ATP,稱循環式光合磷酸化(電子通路是閉合的)。 (4)光合磷酸化機制 在一對電子的傳遞過程中,膜外消耗了三個質子,膜內則增加了四個質子,隨著過程的不斷進行,膜內外便建立了質子梯度,有向膜外穿出的趨勢,當每3對H+通過CF1-FO復合物時,在CF1的催化下,合成一個ATP。

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(二) 暗反應(dark reaction)

利用光反應產生的ATP和NADPH還原CO2形成碳水化合物,將活躍化學能變為穩定化學能,是在葉綠體基質中進行的。為物質代謝過程。

在高等植物固定CO2有三條途徑:卡爾文循環(C3途徑)、C4途徑(Hatch-slack途徑)和景天科酸代謝??栁难h是最基本、最普通的,只有這一途徑具備合成淀粉之能力,又稱C3途徑。

第三節 線粒體和葉綠體是半自主性細胞器

一、線粒體與葉綠體的DNA

(一)線粒體DNA (mt-DNA)

(二)葉綠體DNA(ct-DNA)

二、線粒體和葉綠體的蛋白質合成

(一) 線粒體的蛋白質合成

線粒體基質中除有DNA外,還有各種RNA、核糖體、氨基酸活化酶等,說明它能合成自我繁殖所需的某些成分,但數量不多,只占線粒體全部蛋白質的10%,約有13種(20個分子)左右。有人估算:

×10(每周10個核苷酸)=14705對核苷酸,能編碼4902個氨基酸(除以3),假設一個蛋白質分子由150個氨基酸組成,則能編碼30個左右蛋白質分子,如果除去編碼mRNA、rRNA、tRNA的信息量(占總信息量的30%),余下的信息量只能編碼約20個左右的蛋白質分子。 綜上所述,線粒體有自身的DNA,有一整套蛋白質合成系統,能夠復制和再生,使其一代代傳下去,所以具有一定的自主性。

(二)葉綠體蛋白質的合成

葉綠體中的蛋白質(酶)一部分是在葉綠體中由它自己的DNA編碼,經過mRNA轉錄和翻譯形成的,有一部分則是由核基因編碼,在細胞質中形成后轉入葉綠體的。還有一部分是由核基因編碼,在葉綠體的核糖體上合成。

三、對細胞核和細胞質的依賴性大

無論是線粒體還是葉綠體,它們的自主性是有限的,下面以線粒體為例說明之。

核質蛋白質合成系統通過合成某些酶類來調節線粒體的蛋白質合成系統。在有氯霉素存在的條件下培養鏈孢霉細胞,這時線粒體的蛋白質合成受抑制,但線粒體的三羧酸循環酶類、電子傳遞鏈中的NADH脫氫酶、CytC、以及DNA-Poly-merase、RNA-Polymerase、核糖體蛋白質、各種氨基酸活化酶等有關線粒體DNA復制和基因表達的酶類依然存在。而這些酶是由核基因編碼,在細胞質中合成,然后轉移到線粒體的。這說明細胞質的蛋白質合成系統(或者說核——質蛋白質合成系統)通過合成某些酶類來調節線粒體的蛋白質合成系統。

又:在有放線菌酮存在下培養鏈孢霉細胞,由于細胞質蛋白質合成系統受抑制,結果培養一段時間后,線粒體的合成活性也顯著下降。這足以說明線粒體對細胞核和其他細胞質部分有很大依賴性。實際上也是這樣,線粒體DNA所編碼的蛋白質只有它自身全部蛋白質的10%,絕大部分是由核DNA編碼的。

從上述看出,線粒體的生長增殖是受核基因組和線粒體基因組兩套遺傳系統的共同控制,故稱線粒體為半自主性細胞器。

四、物質進出線粒體的穿膜機制

細胞質中合成的蛋白質運送至線粒體,大多數以前體的形式存在,而且是需能過程。

前體蛋白質包括有功能的“成熟”形式和氨基未端引伸出的一段導肽(引肽,Leader seguences,在葉綠體特稱為“轉運肽”)共同組成。導肽約含20~80個氨基酸,又叫氨基末端指導肽。進入第 26 頁 共 55 頁

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線粒體的過程大致為:○1帶有N-末端導肽的前體蛋白質首先與外膜上受體結合;○2蛋白質橫跨外、內膜;○3N-末端導肽被基質中的蛋白酶切制;○4活化的成熟蛋白質進入基質。

五、線粒體、葉綠體的增殖與起源

(一)線粒體的增殖

(二)葉綠體的發育、增殖和起源

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第八章 細胞核與染色體

Nucleus & chromosome 教學目的:1 、掌握細胞核的結構與功能 2 、掌握染色體的結構與功能 教學重點:1 核膜及核孔復合體 2 、染色體的空間結構

教學難點:核孔復合體與核仁的結構與功能 講授法

一、形態、大小、數目、分布

1形態 間期細胞核形態多樣,一般為圓形或卵形。其形態與生物的種類、細胞的形狀、細胞類型、發育時期以及機能狀態有關。

2大小 多數細胞核在5—30μm。小的不到1μm,大的可達500—600μm(蘇鐵科某植物的卵細胞核)。通常:低等生物1—4μm 高等動物5—10μm 高等植物5—20μm 3數目 通常一個細胞只有一個核,也有兩個以上的多核現象及在某一發育時期的無核現象。 4分布 細胞核多位于細胞中央,但也有各種不同情況,如上皮細胞的核偏于基底側;橫紋肌的細胞核靠近質膜;植物細胞成熟后若有較大液泡,核則被擠在一邊。

二、細胞核的結構

在固定和染色的細胞中,可觀察到細胞有下列結構:核被膜、染色質、核仁、核液(質)四部分。

第一節 核被膜與核孔復合體

一、核被膜(nuclear envelope)

亦稱核膜(nuclear membrane),由此使遺傳物質DNA與細胞質分開。電鏡下證實為雙層單位膜呈同心性排列。除兩膜之間有間隙外,膜上還有些特化結構。所以,認為核被膜含義深刻,包括內容多,并執行重要的生理功能。

(一)核被膜結構

1 外層核被膜(ONE)(外核膜) 膜厚6.5—7.5nm,相鄰細胞質的一面常有核糖體附著,并有時與內質網(RER)相連,因此顯得粗糙不平。

2 內層核被膜(INE)(內核膜):膜厚度基本同ONE,膜上無核糖體附著,顯得比ONE平滑。但在其內表面常附有酸性蛋白質分子的聚合物組成的纖維網狀結構(密電子物質),稱纖維層(fibrous Lamina)或核纖層(nuclear lamina),又有內致密層之稱。其厚度約在10—20nm(30—160nm),是位于細胞內核膜下的纖維蛋白或纖維蛋白網絡。

3 核周隙(perinuclear space)又有核圍腔或核圍池之稱。指兩膜之間的空隙,寬約20—40nm(10—50nm),內充滿液態無定形物質(蛋白質、酶類、脂蛋白、分泌蛋白、組蛋白等),它是核質之間活躍的物質交換渠道(有些部位直接與ER或Golgi池相通)。

4 核孔(nuclear pore)核膜并不完全連續,在許多部位,核膜內外兩層常彼此融合,形成環狀孔道,稱為核孔,它們是核質之間的重要通道。

(二)核被膜在細胞周期中的崩解與裝配

核膜在細胞周期的不同時期,有相應的變化方式。在S期:表面積有增大趨勢;在間期:表現出周期性崩解(前期末)消失,重建(末期)過程。

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二、核孔(nuclear pore)現多稱核孔復合體(nuclear pore complex)

核孔直徑通常在70—80nm或更大(80—120nm),70nm為常見,通道直徑只有9nm。核孔數目在各細胞有所不同,一般占膜面積的8%。代謝旺盛,分化程度低,轉錄活動強的細胞,數目多,密度大。如兩棲類處于燈刷染色體階段和卵母細胞,密度可達35—65/μm2,總數達30×106個,而同一個體(兩棲類)的成熟紅細胞密度只有3個/μm2,總數只有150—300個。

(一)結構模型

對核孔復合體結構的解釋有:纖絲模型、捕魚籠式模型、圓柱狀模型等。

1 纖絲模型(Franke & Scheer 1974) 在內外口邊周有密電子的環狀物質存在,稱為環帶,環帶不是勻質的,其結構包括孔環顆粒(annular granules):在內、外口周緣各排列有8個對稱的、直徑約10—25nm的球狀顆粒,即孔環顆粒??篆h顆粒本身是由微細粒子和纖絲相盤繞而成。纖絲可分別在核被膜的核質面和胞質面與細胞核、細胞質中的基質蛋白相連甚至可以伸出很多(20—60nm)。中央顆粒(central granules)中央栓:在核孔中央有一粒狀或棒狀的顆粒,稱中央顆粒,直徑約5—30nm,并不充滿整個核孔。中央顆粒有纖絲與孔環顆粒及周圍孔壁相連,推測它與核孔的開閉有關。由于它具有核糖核蛋白體性質,在核質交換中起一定作用。所有人認為可能是由核內向胞質移動的核糖體前體一時附著于核孔,尚無定論。此外,還有輻(8個)、伸向核質,胞質的纖維等。

2捕魚籠式模型(滴漏樣模型):此模型從橫向看,從周邊到核孔中心依次為環、輻、栓。從縱向看,由核外到核內依次為胞質環、輻(+栓)、核質環(核藍),以及與核籃相連的“caber”網絡。

胞質環,又稱外環。

核質環則稱為內環,向內形成捕魚籠式的核籃。

輻由核孔邊緣伸向中心,呈輻射狀八重對稱,進一步分為柱狀亞單位、腔內亞單位和環帶亞單位。 栓(中央栓或中央顆粒)“transporter”。 3 圓柱狀模型(1992)。

(二)化學成分 核孔蛋白(nucleoporin,Nup)

(三)核被膜的主要功能

1 屏障作用 核被膜為內膜系統的組成部分,是將DNA局限在細胞核的關鍵結構,使細胞功能區域化。

2 核——質間物質和信息的通道

通過膜的物質運輸:(1)部分離子、水分子、100道爾頓以下的小分子(單糖、雙糖、āā、核酸、組蛋白、RNA聚合酶、DNA聚合酶等)可以自由通過核膜;(2)有些大分子物質常以小泡形式排出核外(內膜局部先形成小泡,移向外膜,融合后排出,另外方式是物質先進入核周腔,然后經外膜外排或進入與核周腔相通的內質網腔。

通過核孔復合體的物質運輸:核孔復合體可看作是一種特殊的跨膜運輸蛋白復合體,構成核質間雙功能、雙向選擇性運輸的通道,雙功能分為被動運輸和主動運輸。雙向性為介導入核和出核轉運。

被動擴散:功能直徑約9—10nm,甚至12.5nm,允許離子、水溶性分子、代謝物小蛋白分子穿梭于核—質之間,進行自由擴散和協助擴散。

主動運輸:對進出核的物質具高度選擇性。表現在(1)對運輸顆粒大小的選擇,有效直徑可調節;(2)是一個信號識別與載體介導的過程,需要ATP;(3)具有雙向性。

進核物質(核輸入):復制、轉錄、染色體構建、核糖體組裝等所需因子及酶運至核內。親核蛋白的核輸入:此類蛋白質一般含有特殊的氨基酸信號序列,稱為核定位信號(NLS),存在于親核蛋白的功能區域,對蛋白質進入核起“定向”“定位”的作用,從而保證整個蛋白質通過核孔的核輸入。NLS序列可存在于親核蛋白的不同部位,可以是連續的或不連續的,指導進入核后也第 29 頁 共 55 頁

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不被切除。

出核物質(核輸出):各種RNA、核糖體亞單位。RNA的核輸出是一種具有高度選擇性的信號指導的過程。例mRNA及U1snRNA的5’端m7G帽子結構是二者核輸出的關鍵,此現象稱作帽結合活性。此外,RNA無論在核內還是核外,都是以RNA –蛋白質復合體形式存在,RNA的出核實際上是RNA-蛋白質的出核,蛋白質分子上可能有出和出核信號,稱核輸出信號(NES)。 3 作為酶分子的支架

核膜上富集大量酶系(約50種),以膜蛋白形式鑲嵌在核膜的磷脂分子層中,彼此保持一定的間距和組合,使各種生化反應有序進行,并進行彼此間的正、負反饋調節。 4 作為基因調控的閥門

核膜可能參與DNA的合成及RNA前體的修飾。由于三種RNA分子要通過核孔進入 胞質,所以核孔的啟閉和孔徑的變化,能直接有效地調節轉錄信息的流量。 5 在染色質(體)的定位及細胞分裂時發揮作用

染色質的終未細絲常常連接在核孔上,這有助于解釋為何非常復雜的染色質在異?;钴S的細胞核內不致紊亂。

6 具有某些生物合成之功能 核膜上附有核糖體,可進行蛋白質的合成。

第二節 染色質(Chromatin)

一、概念及化學組成

(一)概念

1 染色質 這個概念最初是在1879(1882)年由Flemming提出的,其含義是指細胞核內易被堿性染料染色的物質。

2染色體 1888年,Waldeyer提出。染色質在有絲分裂時高度螺旋化形成染色體,所以染色體是指在細胞分裂時,由染色質凝集而成的棒狀結構。即由DNA、組蛋白、非組蛋白等所形成的特定形態結構。

可見,染色質和染色體不存在成分上的差異,只是構型不同。它們是同一物質在細胞周期中不同階段的運動形態。

(二)化學組成

通過分離的染色質生化分析與放射性同位素摻入的研究說明染色質的主要成份是DNA與組蛋白,同時還有非組蛋白和少量的RNA:

1 染色質DNA 是生物遺傳信息的載體,是染色質的主要成分。真核細胞中每條染色單體只包裝一條線性DNA分子,即一個DNA分子與染色體蛋白質等一起形成染色質纖維,經過多次螺旋卷曲,最后形成染色單體。一個DNA分子中有基因活性的區段只占10%左右。 (1)三種DNA序列(一級結構的多樣性) (1)高度重復的DNA(highly repetitive DNA)

重復次數在數百萬次(105以上),如小鼠隨體DNA可達107,重復序列短,這種DNA不能轉錄,多分布在著絲粒區、端粒區及異染色質區。 (2)中等重復DNA(middle repetitive DNA)

重復次數在幾十次——幾千次(10—105),重復序列較長,這種DNA多數是不編碼的,但有些區段能轉錄,多分布于次縊痕區。

(3)單一DNA(unique DNA)其順序在基因組中只有一次或少數幾個拷貝,多是結構基因順序,能轉錄mRNA,是最終合成蛋白質的密碼。 (2)三種構型的DNA(二級結構的多型性)

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生物界物種的多樣性寓于DNA分子4種核苷酸千變萬化的不同排列之中。DNA一級結構具多樣性;二級結構具有多型性。 DNA二級結構具有多形性 2 染色質蛋白質

(1)組蛋白:與DNA非特異性結合。這種蛋白質種類不多,都含有較多的堿性氨基酸,如精、賴氨酸,依所含這兩種氨基酸的比率不同將組蛋白分為五類。

(2)非組蛋白:指染色體上與特異DNA序列相結合的蛋白質,故又稱序列特異性DNA結合蛋白。 3 序列特異性DNA結合蛋白的不同結構模式

序列特異性DNA結合蛋白,在與DNA結合時,其結構域可有以下幾種不同的模式。

(1)α螺旋—轉角—α螺旋模式 (2)鋅指模式 (3)亮氨酸拉鏈模式 (4)螺旋-環-螺旋結構模式 (5)HMG框結構模式

三、染色質的基本結構單位——核小體

(一)實驗證據

1、用溫和方法使核破碎,將染色質鋪在鋼網上在電鏡下觀察,間期染色質呈纖絲狀結構,直徑約在20—30nm,稱染色質粗纖維。

2、進一步用鹽溶液處理,則顯示10nm串珠狀結構,稱染色質細纖維,實際上是由核小體串連成的絲狀結構—核小體絲。

3、再用微球菌核酸酶消化10nm的染色質細纖維后進行電泳,則得到200個bp或其倍數的DNA片段。

據此,Olins等提出了核小體結構模型。也曾稱鈕體(υ—body)和核粒。其結構要點包括: (1)每個核小體包括200bp左右的DNA和一個組蛋白八聚體分子及一分子組蛋白H1; (2)[H2A、H2B、H

3、H4]2 組成球形組蛋白的八聚體;【H2AH2B(H3)2?(H4)2H2AH2B】 (3)166bp的DNA(核心DNA)以左手方向盤繞八聚體2圈,不含H1時,為146個bp的DNA纏繞1.75周。(組蛋白H1和166bpDNA的核小體結構稱為染色質小體) (4)H1鎖封DNA進出口,附在八聚體上

(5)34bp(0~80)左右DNA連接兩核心結構——連接區DNA(Linker DNA)

Olins & Kornberg認為:多個核小體連接而成10nm的形似念珠的染色質絲(核小體絲)是染色質的一級結構。

四、染色體包裝的結構模型

(一)多級螺旋模型

1 螺線管(體)(粗纖維)(二級結構,間期存在形式)

2超螺線體(管)(超粗纖維)(三級結構,是染色質在有絲分裂前期的存在形式)

美人Bak(1977)觀察到,由30nm的螺線體再進一步螺旋化,便形成一條直徑為400nm(0.4μm)的圓簡狀結構,即為超螺線體。

3 染色(單)體(Chromosome)(四級結構,是染色質在有絲分裂中期的存在形式)

由超螺線體再經折迭螺旋,形成長2—10μm直徑約2000nm(2μm)的染色單體,由于在間期已經復制,故這時觀察到的染色體,應包括兩條染色單體。

(二)染色體骨架一放射環模型

主要解釋30nm的螺線管如何進一步包裝成染色體的。由Leammli等報道,認為:30nm螺旋管折疊成環,沿染色體縱軸由中央向四周伸出,構成放射環。

縱軸的中央為非組蛋白構成的染色體骨架,由30nm的螺線管折疊形成的DNA側環(18個)從骨架向四周伸出形成“微帶”,大約106個微帶縱向排列構成子染色體。

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五、常染色質和異染色質

常染色質(euchromatin):指間期核內染色質絲折疊壓縮程序低,處于伸展狀態,染色較淺的染色質。染色質絲折迭疏松,含有單一的或中等重復順序的DNA,大多數能進行轉錄,(是具有活動功能的染色質)。但并非所以基因都具轉錄活性。其位置常遠離核內膜。

異染色質(heterochromatin):指間期核中染色質絲折疊壓縮程度高,處于凝集狀態,染色較深的染色質,實際上是染色質絲未伸展開的部分,又稱為染色中心和假核仁。這部分染色質很少轉錄,處于不活動狀態,其位置近核被膜。

(1)結構異染色質、組成型異染色質(constitutive heterochomatin):又稱恒定型異染色質,指在各種類型細胞,除復制時期以外的整個細胞周期都保持濃縮狀態的染色質,最后復制。 (2)兼性異染色質(Facultative heterochromatin):又稱功能型異染色質,指在某些細胞類型或一定發育時期和生理條件下,由原來的常染色質凝縮,并喪失基因活性變成的異染色質。

第三節 染色體

一、中期染色體的形態結構

1染色單體 分裂中期由著絲粒相連在一起的,含一個DNA分子的一條棒狀結構,互稱為姐妹染色單體。

2著絲粒(Centromere) 是主縊痕處中期兩條染色單體相互聯系在一起的特殊部位。也是兩臂染色質連續的部分,是染色體上DNA高度重復的序列形成的染色質復合結構,屬于染色體的正常組成成分。

在中期染色體上,著絲粒染色很淺或不染色,包括三個結構域: (1)著絲點(動粒)結構域; (2)中央結構域; (3)配對結構域。

2 著絲點(動粒)(Kinetochore) 是在主縊痕處兩個染色單體的外側表面部位的特殊結構,是附加上去的,它與紡錘絲微管接觸,每條染色單體上有一個著絲點,多為盤狀,故有著絲盤之稱。 依著絲粒在染色體上的位置,可將染色體劃分為四類: 染色體類型 臂指數 (q / p)

中間著絲粒染色體(M) 1.0~1.69(1.0~1.67) 亞中間著絲粒染色體(SM) 1.7~2.99(1.68~3.00) 近端著絲粒染色體(ST) 3.0~6.99(3.01~7.00) 端著絲粒染色體(T) >7.01>7.0,只有一條臂。

4 染色體臂(arm) 由著絲粒將染色體分為兩臂,短臂P和長臂q,臂比(指數)(arm ratio=q/p) 5 次縊痕(付縊痕或次級縊痕secondary—)是主縊痕以外的淺染內縊節段,不是所有染色體都有,具有次縊痕的染色體稱核仁組織染色體。在次縊痕上、下兩端的染色體片段仍保持成一直線,無角度差,以此與主縊痕區別。核仁組織區(NOR):是rRNA基因(rDNA)存在部位,與間期形成核仁有關。

6隨體(satellite) 某些借助次縊痕相連的球形小體,但不是所有與次縊痕相連的部位都是隨體。如人類第13,14,15,21,22對染色體有隨體。帶有隨體的染色體稱sat—染色體。 7 端粒(telomere) 指染色體兩端部的特化結構,通常是由富含G的短串聯重復序列DNA組成。具有極性,斷裂的染色體在此處不能連接,而其他部位可以隨機連接。其生物學作用在于維持染色體的完整性和個體性。

二、染色體DNA的關鍵序列(功能元件)

為確保染色體在細胞世代中的穩定性,起碼應具備3個結構要素,被稱為染色體DNA的關鍵序列。 ARS 自主復制DNA序列——DNA復制起點,保證自我復制;

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CEN 著絲粒DNA序列——使兩組子染色體平均分配到子細胞中去; TEL 端粒DNA序列——保證染色體的獨立性和穩定性。

三、核型與染色體顯帶

四、兩種巨大染色體(giant chromorome)

(一) 燈刷染色體(lampbrush chromosome)

(二) 多線腺染色體(polyrene chromosome)

第四節 核仁(Nucleoli,Nucleolus)

核仁是真核細胞間期核中最顯著的細胞器,在活細胞用普通光學顯微鏡便可看到,這是由于核仁的折光性強,與細胞其他結構可顯出明顯的界限。在細胞核內呈濃密的球狀小體。據報道,這個細胞器最早是有Fontana于1881年首次發現。

一、核仁超微結構

電鏡下可明顯地區分出三種基本結構組分: 1 纖維中心(fibrillar centers ,FC)

是包埋在顆粒組分內部的一個或幾個淺染的低電子密度的圓形結構,實質是rDNA(可通過電鏡細胞化學和放射自顯影驗證)。通常認為FC是染色體NORS的間期核副本。 2 致密纖維成分(dense fibrillar component ,DFC)

是核仁結構中電子密度最高的組分,呈環形或半月形包圍FC,由致密的纖維構成,實質是rDNA進行活躍轉錄合成rRNA的區域。 3 顆粒組分(granular component,GC)

是正在加工成熟的核糖體亞單位前體顆粒,直徑約在15—20nm,實質為rRNA—Pro性質。 4 核仁相隨染色質

核仁周染色質:包繞在上述三種結構外圍; 核仁內染色質:深入到核仁內部。

5 核仁基質(nucleoplasm)是上面幾種成分的存在環境,應用Rnase和Dnase處理核仁后的殘余結構組分,又稱核仁骨架。在間期核非染色或染色很淺,主要由蛋白質構成,懸浮各種酶類及大分子。這部分實際上與核基質(核液)相通,故有人認為它們屬同一物質。

二、核仁的主要功能

是制造核糖體,更確切的說,是核糖體主要成份rRNA的合成加工及核糖體大、小亞單位裝配的場所。 1 rRNA的合成

2 rRNA前體的加工 在不同生物,初始轉錄產物(rRNA前體)大小不同,哺乳類為45srRNA(13000個核苷酸)、果蠅為38s rRNA、酵母為37s rRNA。分別被加工、切割成不同大小的rRNA分子。小分子核仁核糖核蛋白(snoRNPs)作為引導RNA(guide RNA)參與加工編輯過程。

3 核糖體亞單位的裝配 約30分鐘成熟的小亞單位開始出現在細胞質,而大亞單位則在1小時后才裝配完畢。

三、核仁在細胞周期中的動態變化

在mitosis前期:核仁變小,顆粒區與纖維區漸消失;前期未,中期:核仁消失,由于rRNA轉錄暫停,rDNA逐漸縮回,凝縮到染色體中形成了染色體的次級縊痕;未期:核仁重建;間期:重建完畢。

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第五節 染色質結構與基因轉錄 第六節 核基質與核體

一、 核基質

1 概念 存在于真核細胞核內除染色質、核膜與核仁外的一個以蛋白質成分為主的纖維網架結構體系。

2 組成 70年代初,Berezney & Coffey 從大鼠肝細胞中分離出一種非染色質蛋白纖維,他們用核酸酶(DNase和RNase)與高鹽溶液處理核,將DNA、RNA、組蛋白抽提后發現核內仍殘留有纖維蛋白的網架結構。稱為核骨架(nuclear skeleton)或核基質(nuclear matrix),這些纖維的直徑在3—30nm,單絲直徑在3—4nm。

3功能 這種結構與DNA的有序空間排列、染色體DNA的包裝、DNA復制、基因表達、病毒復制及Hn—RNA的加工有關。

染色體骨架 指染色體中由非組蛋白的構成的結構支架,與染色體高級結構的構建有關。1971年,stubblefield and wary用超聲波、2 mo1/L NaCl或6mo1/L尿素處理中國倉鼠染色體,除去染色體中DNA和組蛋白后,還觀察到一些帶狀結構。

Laemmli等進一步用2 mo1/L Nacl或硫酸葡聚糖、肝素溶液處理Hela細胞中期染色體去除組蛋白,發現染色體中存在非組蛋白骨架,即所謂染色體骨架。

二、 核體(nuclear bodies,NBs)

間期核中除染色質與核仁以外的,分布在染色質空間的亞核結構域。

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第九章 核糖體(ribosme)

教學目的:掌握核糖體的結構與功能 教學重點:核糖體的組成成分及各自功能 教學難點:核糖體的功能活性部位 講授法

第一節 核糖體的類型與結構

一、基本類型及化學成分

以沉降系數不同劃分為三種類型,每種類型均有大、小兩個亞單位構成。 單體 亞單位

原核細胞、葉綠體、線粒體 70 S 50 S 30 S 哺乳類線粒體 55 S 35 S 25 S 真核細胞 80 S 60 S 40 S

二、結構及裝配

(一)結構

目前對細菌的核糖體了解較深,故以70 S核糖體來介紹其結構。

大亞單位呈半圓形,一側伸出三個突起,中央有一凹陷。小亞單位呈長條形,約于1/3長度處有一細的縊痕,使小亞單位分為大小兩個部分。二者結合起來時,凹陷部位彼此對應,形成一隧道。

(二)裝配

核糖體大小亞基與rRNA之間,以及大小亞基之間,rRNA與蛋白質之間可以自行裝配,但詳細機理尚未查清,根據目前的研究,至少可以肯定以下事實。

(1)30S亞單位的pro 專同 16S rRNA結合,50S亞單位的pro 專同 23S rRNA結合,若將其混合,則裝配不成有功能的亞單位。

(2)從不同細菌提取出30S亞單位的蛋白質和16S rRNA,混合后可裝配成有功能的30S亞單位,說明無種間差異。

(3)原核細胞與真核細胞的亞單位不能形成有功能的核糖體。

(4)E.coli的核糖體和(玉米中)葉綠體的核糖體相似,相互交換亞單位仍具功能。 (5)E.coli的核糖體和線粒體的核糖體不同,相互交換后不能裝配。

三、核糖體蛋白質與rRNA的功能

在單個核糖體上,可區分多個功能活性部位,在蛋白質合成過程中各有專一的識別作用和功能。 ○1與mRNA結合的位點:在16SrRNA的3`端有一段順序同多數原核生物的mRNA(AUG上游3-9個堿基)的核糖體結合位點有互補關系,以便使mRNA結合在小亞基上。 ○2A位點(A site,acceptor site,aminoacyl site),氨?;稽c

亦稱氨基酸部位或受位,是接受氨?;鵷RNA的部位,偏于大亞單位(大亞基“座斗”,右側“扶手”;小亞基“頭部”和“頸部”)。

○3P位點(P site ,peptidyl site),肽?;稽c

亦稱肽基部位或放位,是與延伸中的肽酰tRNA的結合位點。偏于小亞單位(小亞基“頭部”,大亞基“座斗、扶手”)。

○4肽酰轉移后與即將釋放的tRNA結合的位點——E位點(exit site),偏于小亞單位。 ○5與肽酰tRNA由A部位移位到P部位有關的轉移酶的結合位點 亦稱轉移酶Ⅱ,簡稱G因子,位于大亞基(“靠背上”)。 ○6肽酰轉移酶的催化位點

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亦稱轉移酶I或T因子,是肽鏈形成時,催化氨基酸之間形成肽鍵的肽合成酶(催化P位上肽酰tRNA的基羥基與處在A位上氨?;鵷RNA的氨基之間形成肽鏈)。位于大亞基上(“座斗”和“右側扶手”)

rRNA與蛋白質比較,在核糖體上,rRNA是主要作用成分。此外,尚有其它眾多因子。 第二節 多聚核糖體與蛋白質的合成

一、多聚核糖體

大小亞單位的結合與分離受Mg2+的影響 ,在進行蛋白質合成時,4-5個以上的單體被mRNA串聯起來,這種成串的核糖體稱為多核糖體(poly ribosomes)。

二、蛋白質的合成

核糖體之功能是合成蛋白質。具體作用可能在于:

一是與mRNA的連接,在16S rRNA的3′端有一段順序同多數原核生物的mRNA的核糖體結合部位有互補關系,從而使30S亞單位能識別mRNA的起始端。 二是為多肽鏈的形成提供表面位置,由大亞單位行使。

三是供tRNA結合,在5S rRNA上有一段順序同tRNA中的TψCG有互補順序。 合成過程 1 翻譯起始 2 多肽鏈延長 3 翻譯終止

三、RNA在生命起源中的地位

RNA可能是生命起源中最早的生物大分子。既能向DNA一樣具有遺傳信息載體的功能,又能向蛋白質一樣具有酶的催化功能,推測在最早出現的簡單生命體中應具備這一雙重功能的特性。 知道RNA具有催化功能是近些年來的事,人們把一系列具有催化作用的RNA統稱為核酶(ribozyme)。

推測最早生命形式的遺傳物質的載體是RNA而不是DNA。在漫長的進化過程中,RNA催化產生了蛋白質,進而DNA取代了RNA的遺傳信息功能,蛋白質取代了絕大多數RNA酶的作用,逐漸演化成今天的細胞。

DNA鏈比RNA鏈穩定,且DNA鏈中的T取代了RNA中的U使之更易于修復,則也可能儲存大量的信息并能更穩定的遺傳。由于蛋白質結構的多樣性和構象的多變性,不僅比RNA更有效的催化多種反應,而且也提供更為復雜的細胞結構組分。

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第10章 細胞骨架(Cytoskeleton)

教學目的: 1 掌握細胞骨架的概念 2 掌握細胞骨架各成分性質、結構與功能 3 了解細胞的各種運動形式

教學重點:1 細胞骨架的狹義及廣義概念 2 細胞骨架各成分性質、結構與功能 教學難點:細胞骨架各成分之間的關系 講授與討論

概述 細胞骨架是真核細胞中的蛋白纖維網架體系,可以說是迄今為止,最新發現的一類細胞器,也是當前細胞生物學研究中最活躍的領域之一,并且這種研究正方興未艾。

真正確認細胞中骨架系統的存在,則是在本世紀60年代,人們對制作電鏡標本的固定劑和條件作了改動之后。1963年,Slauterback使用戊二醛(代替鋨酸)在室溫(代替0℃)下固定標本,首先在水螅刺細胞中發現了細胞骨架成分之——微管,同年,Porter在植物細胞中也發現了微管的結構。

那么細胞骨架的概念如何呢?包括哪些內容呢?

細胞骨架是真核細胞中的蛋白纖維網架體系。早期狹義的范圍主要指胞質骨架,現代廣義的理解應為:

細胞骨架(cell skeleton)

細胞骨架的主要功能是(1)維持細胞形態多樣性(2)行使細胞運動(3)保持細胞內結構的合理空間布局與有序性(4)細胞內物質的傳遞與運輸(5)參與細胞內信號傳導(6)作為多種蛋白、酶和細胞器的支持點(7)參與蛋白質合成(多聚體3,端錨定在骨架纖維上才啟動)(8)核骨架、染色體骨架參與染色質和染色體的構建(9)核骨架為基因表達提供空間支架(10)細胞骨架參與細胞周期的調節,并與細胞分化和細胞衰老關系密切。 第一節 細胞質骨架(Cytoskeleton)

一、微絲(microfilament,MF)

即肌動蛋白纖維(actin microfilament),是真核細胞中由肌動蛋白組成,直徑約7nm的骨架纖維。

微絲在細胞中可以兩種狀態存在,一種是微絲互相平行排列成束,形成有規則的穩定結構,如肌細胞中形成粗絲和細絲。另一種狀態是網絡狀,在非肌細胞中這種狀態較多。

(一)化學組成

微絲是由總稱為收縮蛋白(Contractile P)的物質組成,主要是肌動蛋白和微絲結合蛋白。 1 肌動蛋白(actin) 是由一條多肽鏈構成的啞鈴(顆粒)形分子,分子量為43000(43KD)。以單體或多聚體的形式存在。單體的肌動蛋白呈球狀(啞鈴形),稱G-肌動蛋白。目前已分離出6種。多聚體的肌動蛋白呈纖維狀,稱F-肌動蛋白;單體具有極性,裝配時呈頭尾相接,故微絲具極性。F-肌動蛋白往往以雙股螺旋形式存在(兩條肌動蛋白單鏈呈右手螺旋盤繞形成的纖維)。近幾年來有人提出,微絲是由一條肌動蛋白單鏈形成的右手螺旋。

2 微絲結合蛋白 除肌動蛋白作為微絲的主要成分外,在不同細胞中的不同微絲,還可以有不同的微絲結合蛋白,共同形成獨特的結構并執行特定的功能。

(1)與肌肉收縮有關的微絲結合蛋白 包括肌球蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白三種。 肌球蛋白(myosin)

原肌球蛋白(tropomysin,Tm)。

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肌鈣蛋白(tropnin)

(2)非肌肉細胞中的微絲結合蛋白

橫連蛋白 提供肌動蛋白的結合部位,將幾條肌動蛋白絲連結起來。主要包括:α-輔肌動蛋白、細絲蛋白、毛緣蛋白、紐帶蛋白等。

戴帽蛋白(切斷和封端蛋白) 可結合到肌動蛋白絲的一端,調節絲的長度和裝拆,如凝溶蛋白、斷解蛋白、絨毛蛋白等。

單體穩定蛋白 可結合肌動蛋白單體,抑制G-肌動蛋白的聚合。

(二)裝配

微絲是一種動態結構,持續進行組裝和解聚。微絲可以隨環境不同發生裝配和解聚。G-actin可在微絲兩端添加,但(+)極組裝的速度較(-)極快,在一定條件下,可表現為一端因加亞單位而延長,另一端因亞單位脫落而減短,這種現象稱踏車行為。

(三)特性

微絲對某些藥物具明顯的反應,其中主要的一種是細胞松弛素B(cytochalasin B),是從真菌長蠕孢代謝物中提取的一種生物堿,對微絲具有專一破壞作用(可切斷微絲)??衫么颂匦詠硌芯课⒔z在細胞中的作用。

鬼筆環肽則可抑制肌動蛋白絲的解聚,使肌動蛋白纖維穩定。只與F肌動蛋白結合,而不與G肌動蛋白結合。

(四)功能

從已有資料來看,微絲具有多方面功能,但主要表現在兩大方面:一是與微管一樣起支架作用,維持細胞形狀;二是參與細胞的各種運動。下面僅就微絲的運動作用作一介紹。 1 肌肉收縮

(1)結構與化學組成

肌肉→肌纖維束→肌纖維(肌細胞)→肌原纖維。此外,肌纖維中還有橫小管和肌質網等。 肌原纖維的結構:光、電鏡下觀察,肌原纖維上排列著整齊的明、暗相間的帶(橫紋)。與Z線相連的為細肌絲,處于暗帶的為粗肌絲。肌節就是由粗、細肌絲平行相間排列而成。 (2)收縮機制

電鏡下觀察肌肉收縮時肌原纖維的變化,發現A帶長度不變,只是Ⅰ帶隨收縮程度不同而有變化,由此推論粗肌絲的長度是不變的。

又知道,從一個肌節的H帶未端到下一個肌節的H帶起端,這一距離等于細肌絲總長度,當肌肉作最大收縮時,H帶消失,而這一距離總長度未變,故認為細肌絲的長度也未發生變化。 據上述現象,1959年,赫胥黎和漢森(Huxley & Hanson)提出了肌肉收縮的滑動學說——“滑動絲模型”,認為在肌肉收縮時肌纖維長度的改變是由于兩類肌絲相互滑動之結果, 2 微絨毛 微絨毛的軸心結構是典型的高度有序的微絲束,不具收縮功能。

3 應力纖維 應力纖維是真核細胞質的平行排列的微絲束,具有收縮功能??赡茉诩毎螒B發生、細胞分化和組織形成等方面發揮作用。

4 細胞質流動(cytoplasmic streaming) 有兩種細胞質流動方式:胞質川流和穿梭運動。 5 細胞移動 指整個細胞的運動:a、具鞭毛、纖毛的細胞運動(眼蟲、草履蟲、精子等)靠微管滑動;b、不具鞭毛、纖毛的運動(變形蟲、白血球、巨噬細胞)靠微絲運動的,胞質溶液中的微絲束。

6 在細胞分裂中的作用(胞質分裂環)

二、微管(microtubule)

(一)形態結構及化學組成

微管是細胞質中細長而具一定硬性的圓管狀結構(中空圓筒狀),外徑24~25nm;內徑15nm,長度變化不等,可達數微米。它是一種蛋白質性質的細胞器,廣泛存在于真核細胞中(近來在少數第 38 頁 共 55 頁

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細菌中也有發現)。

1967—1968年發現組成微管的化學成分主要是微管蛋白(tubulin),是一種酸性蛋白質。1971年知道這種蛋白質有兩個亞基(兩型)——α型和β型。通常情況下,二者結合在一起,成為異二聚體,是構成微管的基本單位。

組成微管的化學成分除微管蛋白外,還包括其它一些蛋白質。通稱為微管關聯蛋白。 主要分為兩類:一是微管動力蛋白(馬達分子),如Kinesin、Dyenin 等。對物質延微管運動起定向驅動作用。二是微管結合蛋白,已發現兩大家族,即MAP蛋白類和Tau蛋白類。它們對骨架空間構建及細胞形態建成的關系極為密切。另外,還有一種稱為tau蛋白,它可以控制微管延長。

(二)微管的裝配

微管是一種不斷更新、多變的細胞器,能自行聚合(裝配)和解聚(分解)。裝配方式是:首先α微管蛋白和β微管蛋白形成αβ二聚體,然后二聚體首尾相接形成原纖維,進一步經過側面增加而擴張成片層。當聚合達到13條原纖維時,合攏形成一段微管(帶狀→片狀→筒狀)。新的二聚體不斷添加上去,使微管延長。

(三)微管的特性(properties)

微管對某些外界因子敏感 首先低溫和高鈣可促進微管分解。此外,每一異二聚體上有秋水仙素和長春花堿等的結合位點,一旦結合則阻止微管聚合,并引起原有微管解聚。所以秋水仙素是微管的專一性抑制劑,常用作細胞分裂的阻斷劑。

紫杉酚,重水(D2O),二者可促進微管裝配,增加其穩定性。

(四)微管的功能

微管具有多方面功能,主要是支架和運動,現綜合如下: 1 支架作用——維持細胞形狀 2 控制細胞內物質運輸 3 參與非肌細胞的運動

4 控制細胞分裂時染色體的運動 5 微管組成的細胞器——中心粒、基體

三、中間纖維(絲)(intermediate filament,IF)

亦稱中等纖維或居間纖維。直徑介于微管與微絲(粗肌絲與細肌絲)之間,直徑10nm。無論秋水仙素,還是細胞松弛素B對此均無作用。

(一)成分

中間纖維成分復雜,類型多樣。根據中間絲組織來源及免疫性性質不同分為:

○1張力絲(角蛋白絲):又稱張力原纖維,存在于動物上皮、表皮細胞,由角蛋白組成。(如橋粒的胞質斑上)。

○2結蛋白絲:存在于平滑肌,由結蛋白組成,為肌球、肌動蛋白絲提供支架。

○3波形絲:存在于成纖維細胞、間質細胞、中胚層來源的細胞,外形呈波紋狀,由波形纖維蛋白組成。

○4神經絲:存在于神經細胞,組成網狀。 ○5神經膠質纖維:存在于神經膠質細胞。

(二)結構特征及裝配

1 非螺旋化的頭部(N端)和非螺旋化的尾部(C端),其氨基酸順序和肽鏈長度在不同中間纖維中差別較大。

2 中部為中間纖維的主干,稱為桿部(rod),長40-50nm,是由兩個相鄰亞基的對應α-螺旋區形成的雙股超螺旋。此部分高度保守,在不同中間纖維都是類似結構。

在形成中間纖維時,首先是兩條中間纖維多肽鏈形成超螺旋二聚體,然后兩個二聚體反向平行以第 39 頁 共 55 頁

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半交疊方式形成四聚體,再由四聚體首尾相接形成原纖維,最后每8根原纖維構成圓柱狀的10nm中間纖維。

(三)功能

目前,對中間絲的功能了解甚少,根據現有資料,綜合歸納下面幾點:○1比微管、微絲耐消化(相當穩定),估計對核有固定作用,強制細胞核處在一定位置?!?可能與微管、微絲一起,共同起某些物質的運輸作用?!?細胞分裂時可能對紡錘體和染色體有空間定向支架作用,并負責子細胞中細胞器的分配與定位。另外,通過橋粒,中間纖維在細胞間連續,對維持上皮連續性至關重要。由于中間纖維蛋白的表達具有組織特異性,推測它與細胞分化關系密切,對胚胎發育,上皮分化有影響作用。另外,對RNA的運輸及轉譯活動有影響。

四、微梁網架(microtrabecular lattice)

微梁網架是70年代由美國學者Porter用超高壓電鏡發現的,是細胞質中一些細短纖維連接成的不規則的網架(示圖)。直徑在2—3nm、3—4nm長度一般小于0.2μm。這些纖維在細胞質中不形成集束,主要橫跨在微管與微絲之間,形成致密的立體網絡,起更精密的支架作用。 第二節 細胞核骨架

一、核基質

二、染色體骨架

三、核纖層 參考資料:

[1] 潘玉芝,細胞骨架,細胞生物學雜志 1981,2 [2] 潘玉芝,細胞骨架,細胞生物學雜志 1981,3 [3] 汪德耀譯,微管上,細胞生物學雜志,1982,1 [4] 汪德耀譯,微管下,細胞生物學雜志,1982,2 [5] 衛林祥譯,細胞骨架結構及功能上 細胞生物學雜志 1982,4 衛林祥譯,細胞骨架結構及功能下 細胞生物學雜志 1983,1 [6] 王祖武 自然雜志 1986,9(17):40—42

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第十一章 細胞增殖及其調控

教學目的:

1 掌握細胞增殖的方式及特點 2 了解細胞周期調控的機理 教學重點:1 有絲分裂、減數分裂 2 各種調控因子的作用

教學難點:細胞周期調控的機理 講授與討論

第一節 細胞周期與細胞分裂

一、細胞周期(Cell cycle)

(一) 概述

細胞周期亦稱有絲分裂周期(mitosis cycle),細胞生長到一定程度,不是繁殖就是死亡。細胞分裂后產生的新細胞生長增大,隨后又平均地分裂成兩個和原來母細胞“一樣”的子細胞,細胞這種生長與分裂的循環稱細胞周期。 1細胞周期的概念

具體地說,細胞周期是指細胞從一次分裂結束開始生長,到下一次分裂終了所經歷的過程。又叫細胞的一個生活周期,是一個細胞物質積累與細胞分裂的循環過程。一個周期所占用的時間,即為細胞的一個世代(generation time)。 2 細胞周期的劃分

最早劃分細胞周期的是Howard & Pelc (1951—1953),從細胞形態的變化考慮,將細胞周期劃分為間期(interphase)和分裂期(mitosis phase或division phase),間期是物質準備和積累階段,分裂期則是細胞增殖的實施過程。

間期難以靠形態學指標劃分,Howard發現DNA是在間期的一定時間合成的,于是,他將間期劃分為DNA合成前期(G1),DNA合成期(S)和DNA合成后期(G2)。M期依形態學指標分為前、中、后、未四個時期,各個時期又稱為時相。整個周期表示為:G1→S→G2→M。 從細胞增殖的角度來看,G1期細胞可分為3類:

○1增殖細胞(周期中細胞、連續分裂的細胞) 有些細胞(少數),可以離開變動期進入固定期,然后進入S期,重新開始分裂增殖,它們是能繼續增殖的細胞。在一群細胞中,只有一小部分細胞進入M期。進入M期細胞所占該群細胞的百分數,稱有絲分裂指數(mitotic index)。 ○2休止細胞(靜止期細胞) 有些細胞通常情況下不能合成DNA,處于靜止狀態可達數月甚至更久,但當給予某種刺激時,可重新進入細胞周期,可見這些細胞是暫時不繼續增殖,但具潛在增殖能力。1963年,Lajtha將這些休止細胞叫Go期細胞,指一種暫不增殖而又保持著分裂潛力的,在一定條件下可恢復增殖能力的細胞。認為它們是暫時退出細胞周期的細胞。如肝、腎細胞、淋巴細胞(Go期)經PHA刺激→淋巴母細胞→進入分裂周期。

○3丟失細胞(loss cell) 終端分化細胞或不育細胞、不分裂細胞。這部分細胞終生處于G1期,通過分化、衰老至死亡。如角質細胞、神經細胞、肌細胞、紅血細胞等。

(二)細胞周期各時相的主要事件

1 G1期 此期可再細分為變動期和固定期。所有通過M期的細胞都要進入G1期的變動期,以后便走向不同的命運。

處在G1期的細胞,除丟失細胞外,不管是增殖細胞,還是Go期細胞,當它們待要進入細胞周期第 41 頁 共 55 頁

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時,首先進行旺盛的物質合成,為進入S期作各種準備。 2 S期

S期長短差異,是與復制單位多少決定的。

S期的活動,是由于細胞內產生了一種蛋白質性質的DNA合成誘導者。有人將S期細胞與G1期細胞融合后培養,可引起G1期細胞核DNA復制提前。 3 G2期 繼續為進入M期創造物質條件

細胞能否順利通過G2期進入M期,受到G2期檢驗點的控制,這一調控點有人稱作R2。有人設想,可能與cAMP有關,也有人認為抑素在該期仍有作用。當這種細胞受適宜刺激后,無需DNA復制,可直接進入周期。 4 M期

(三)細胞周期的研究方法 1 細胞周期各時相長短測定

(1)標記有絲分裂百分數法(Percentage of labelled mitosis ,PLM法) 此法目的是測定某一細胞群體的細胞周期的總時間Tc和各個時相的時長。

方法簡述:給機體注入3H—TdR,處于S期細胞吸收3H—TdR被標記,隨后G2期細胞開始出現標記細胞,接著在一短的tm時間后,出現的全是標記分裂相,并在ts—tm時間內保持不變,最后標記分裂相聚然消失。依標記分裂指數曲線升降過程,可推求出細胞周期各時相的時長。 (2)流式細胞分選儀測定法

2 細胞周期同步化法(cell synchrony) 是指將細胞群體阻留在細胞周期同一時相的方法。 自然同步(natural synchrony) 在自然界中,有些生物本身有部分地或短時間的細胞分裂同步的現象。

人工同步法 指用人為的方法,使培養細胞分裂同步化。

(1)誘導同步法(induction synchrony),這一方法是用物理、化學方法處理培養細胞,使之停留在細胞周期的某一時相。

a、DNA合成阻斷法(代謝抑制法):過量TdR可將細胞阻止在G1/S交界處。 b、中期阻斷法(分裂抑制法)秋水仙堿→M期 缺異亮氨酸→G1期

(2)選擇同步法(selection synchrony) 用人工方法,從細胞群體中選出某一發育時期的細胞。

a、分裂細胞收獲法: b、細胞沉降分離法: c、選擇性失活法: d、膜淘洗法:

3 細胞融合法 利用不同時相細胞間的融合,可以探討各時相的生化變化及調控。

(四)特異的細胞周期 卵裂之特點:

○1周期短,幾乎只有S、M。

○2卵內物質重新分布而無細胞的生長。 ○3核質比例越來越大漸近正常細胞。

二、細胞分裂(cell division)

(一)原核細胞的分裂

原核細胞和真核細胞的細胞分裂方式有很大的不同。原核細胞的分裂方式簡單,細胞周期短,在適宜條件下可大量繁殖(如細菌每20分鐘就可分裂一次),其分裂方式為一分二或二分裂,習第 42 頁 共 55 頁

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慣上又稱無絲分裂或直接分裂。

(二)真核細胞的分裂

真核細胞的分裂較原核細胞復雜的多,根據細胞在分裂過程中所表現的形式不同,大體分為三種類型,無絲分裂,有絲分裂和減數分裂。 1 無絲分裂(amitosis)

又稱直接分裂(direct division)因為這種分裂方式是細胞核和細胞質直接分裂。是發現最早的一種細胞分裂方式。早在1841年,R.Remak首先在雞胚血細胞中觀察到這種分裂方式。因為在分裂過程中沒有出現紡綞絲和染色體的變化,所以1882年,Flemming提出無絲分裂的概念。 2 有絲分裂(mitosis)

最初稱這種分裂方式為核分裂(karyokinesis),因為在分裂過程中出現紡綞絲和染色體等一系列變化,然后才出現細胞的真正分裂,所以又稱為間接分裂(indirect division)或有絲分裂。1882年Flemming提出,還由于這種分裂方式是多細胞生物體的體細胞的分裂方式,故又稱體細胞分裂。

有絲分裂過程的分析

有絲分裂是一連續的復雜動態過程,為敘述方便,根據形態學上的變化,按這些過程的先后順序分為前期(前中期)、中期、后期和未期。下面以動物細胞的分裂為例,說明各期特點 胞質分裂(cytokinesis)

除特殊組織細胞外,多數細胞在染色體解旋和核膜形成的同時,便進行細胞體的分裂,或稱胞質分裂。但也有胞質分裂與核分裂不同步的。

動物細胞的胞質分裂,是以縊縮和起溝的方式進行的,縊縮的動力推測是由于在細胞質周邊有一個微絲組成的“收縮環”,它的緊縮使細胞產生縊束,在縊束處起溝,使細胞一分為二。 植物細胞的胞質分裂,因帶有細胞壁的緣故,另具特點。是靠形成細胞板來完成的。

在分裂未期,赤道面處的紡綞絲保留下來,并增加微管數量,向四周擴展,形成桶狀結構—成膜體(phragmoplast)。來自內質網和高爾基復合體的含有多糖的小泡移向成膜體,小泡膜融合在一起而成為細胞板(cell plate)。一些充滿果膠類物質的小泡,繼續向細胞板間添充,形成中膠層及初生壁成分。最后細胞板兩層膜和親體細胞的質膜融合,將細胞一分為二。 3 減數分裂(meiosis)

meiosis是真核細胞中一種特殊類型的細胞分裂,出現在進行有性生殖的生物的生殖細胞中,是1883年Beneden最先闡述的,指通過兩個細胞周期使染色體數目減少一半的細胞分裂方式。由于發生在生殖細胞成熟過程中,所以又有成熟分裂(maturation division)之稱。

通過減數分裂使親代與子代之間的染色體數目保持恒定,保證了物種的相對穩定性;另外在減數分裂過程中,發生非同源染色體的重新組合,以及同源染色體間的部分交換,從而使配子的遺傳基礎多樣化,這就為生物的變異及其對環境條件的適應性提供了重要的物質基礎。因此,減數分裂是生物有性生殖的基礎,是生物遺傳、生物進化和生物多樣性的重要基礎保證。 (1)由mitosisi向meiosis的轉變

精原細胞和卵原細胞是進行mitosis的,為什么到了初級性母細胞就改為減數分裂了呢?是什么因素控制調節這種分裂方式的轉變的呢?這些問題尚不清楚,推測可能是多因素的綜合作用結果,不過根據有些學者初步實驗,可以斷定這種轉變是發生在前減數分裂的G2期。減數分裂前間期的G2期。

(2)減數分裂過程的分析

第一次減數分裂或減數分裂Ⅰ(first meiotic division,meiosisⅠ)包括:前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、未期Ⅰ和胞質分裂Ⅰ六個階段。然后,通過一個短暫的間期進入減數分裂Ⅱ。 第二次減數分裂或減數分裂Ⅱ(second meiotic division,meiosisⅡ)包括:前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、未期Ⅱ)

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減數分裂Ⅰ有其鮮明特點,主要表現在前期Ⅰ染色體配對和基因重組。減數分裂Ⅱ與一般有絲分裂雷同。

前期Ⅰ根據染色體的形態變化可劃分為以下幾個時期: 細線期

偶線期(合線期) 粗線期 雙線期

4 Meiosis的生物學意義及其與Mitosis之比較 5 影響細胞分裂的因素

能夠影響細胞分裂的因素很多,而且極為復雜,目前還沒達到對其全面認識的水平,下面僅就已取得的資料作一介紹。

(1)細胞大小(2)抑素(3)cAMP (4)激素 (5)接觸抑制(contact inhibition)

第二節 細胞周期的調控

真核細胞周期有兩個基本事件:一是S期進行染色體復制,二是M期將復制的染色體分到兩個子細胞中去。在這兩個基本事件前,均有一段間隙期,即G1期和G2期。在這兩個間隙期,細胞進行著復雜的決定過程。在G1晚期,作為一個新周期的開始點,亦即細胞決定啟動新一輪自我復制的位點(Start point或restriction Point)受到復雜精細的調控,根據發育需要,或者開始新一輪增殖,或者退出周期分化為特殊功能的細胞或暫時進入G0期,決定要進入分化狀態或G0期的細胞,不能越過“Start”或“restriction”位點。而要增殖的細胞必須有生長因子的作用,命令細胞通過“start”位點,啟動新一輪自我復制。因此,細胞周期存在著G1/S轉換和G2/M轉換兩個重要的控制點。

一、MPF的發現及其作用

1 染色體超前凝集實驗——細胞促分裂因子

2 非洲爪蟾卵細胞質注射實驗——促成熟因子(MPF)

1971年,利用非洲爪蟾卵細胞質注射實驗,發現在成熟的卵細胞的細胞質中,必然有一種物質可以誘導卵細胞的成熟。他們把這種活性物質稱為卵細胞促成熟因子(maturation promoting factor)或細胞促分裂因子(mitosis-promoting factor)或M期促進因子(M phase-promoting factor),用 MPF表示。

二、p34cdc2激酶的發現及其與MPF的關系

裂殖酵母的cdc2基因,是第一個被分離出來的cdc基因,它的表達產物是一種相對分子量為34×103的蛋白,被稱為p34cdc2。進一步研究發現,p34cdc2具有蛋白激酶活性(絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶),可以使多種蛋白質底物磷酸化,因而被稱為p34cdc2激酶。在G1/S轉換和G2/M轉換兩個地方都發揮作用(即阻斷細胞周期在晚G1期或G2期)。

芽殖酵母的cdc28基因是繼cdc2基因之后第二個被分離出來的cdc基因,它的表達產物也是一種相對分子量為34×103的蛋白,被稱為p34cdc28。它也是一種蛋白激酶,在G2/M轉換過程中起中心調節作用,同時對G1/S轉換也是必需的。

后來的實驗不斷證明,,p34cdc2和MPF是同源物,都具有蛋白激酶活性并促進G2/M轉換。

三、周期蛋白

與此同時,另有科學家以無脊椎動物海膽卵為材料進行細胞周期調控的研究。1983年報道,通過35S-Met標記示蹤,在海膽卵中發現兩種特殊蛋白質(分子量約45~60KD),其含量隨細胞周期進程變化而變化,一般在細胞間期內積累,在細胞分裂期內消失,在下一個細胞周期又重復這一消長現象。即在每一輪間期開始合成,G2/M時達到高峰,M期結束突然被水解掉,下一輪間期又重新積累合成。把這兩種蛋白質命名為細胞周期蛋白(cyclin),簡稱周期蛋白。揭示cyclin第 44 頁 共 55 頁

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是細胞周期調控者,是誘導細胞進入M期所必需。

進一步的實驗又證明,周期蛋白可能參與MPF的功能調節。MPF的生化成分包括兩個亞單位,即Cdc2蛋白和周期蛋白。當兩者結合后,表現出蛋白激酶活性。Ccd2為催化亞基,周期蛋白為調節亞基。

四、CDK激酶和CDK激酶抑制物 1 CDK激酶

在分離的10多個cdc2相關基因所編碼的蛋白質(Cdc2)都含有兩個共同特點:一個是它們都含有一段類似的氨基酸序列,另一個是它們都可以與周期蛋白結合,并將周期蛋白作為其調節亞基,進而表現出蛋白激酶活性。因而它們被統稱為周期蛋白依賴性蛋白激酶(Cyclin-dependent kinase),簡稱CDK激酶。所以后來又將cdc基因稱為CDK基因。實際上CDK是cdc2(細胞分裂周期基因)等基因編碼的蛋白激酶(P34cdc2激酶、P34cdc28激酶等)。 2 CDK激酶抑制物

指細胞內存在的一些對CDK激酶活性起負性調控的蛋白質(Cyclin-dependent kinase inhibitors,CDKIS)。是能與CDKS結合并抑制其活性的一類蛋白質,是CDKS的負調控因子,具有確保細胞周期高度時序性的功能,在細胞周期的負調控過程中扮演重要角色。目前已發現多種。

細胞周期“驅動器”:指推動細胞周期的進程及各個時相間過渡的一組全酶復合物,包括CDKS,CDKIS及CDKS的正調控因子——周期蛋白(cyclin)。

五、細胞周期運轉調控

在細胞周期中最主要的事件是遺傳信息載體DNA在“DNA復制期”進行復制,DNA復制的起始標志著細胞周期的啟動。因此,對DNA復制起始的調控是控制細胞周期的重要環節。

(一)DNA復制起始位置的調控

DNA復制的起始位置通常不是隨機的,而是從染色體某一特定位點上開始。這個位點被稱為DNA復制起始點(Origin of DNA RepLication),當前最為流行的觀點是,DNA復制起始點是通過起始蛋白質結合在特定的DNA順式序列上形成的。這一模型在原核生物和動物病毒的DNA復制中得到證實,但真核細胞要遠比該模型復雜得多。

DNA起始序列(ARS:Autonomously Replication Seguence);起始蛋白質(ORC:origin Recognition complex)

(二)復制起始位置的選擇發生在G1期

G1期早期的CHO細胞核放入爪蟾卵抽提物中進行體外復制,DNA復制起始位置是隨機的;G1期中晚期的CHO細胞核放入瓜蟾卵抽提物中復制,其起始位置就與細胞自身體內復制起始位置一致,不再是隨機的了。

這表明在真核生物細胞周期的G1期中存在一個DNA定點復制的調控點,這個點被稱為“DNA復制起始位置決定點(Origin Decision Point,ODP)。這是繼70年代中期發現的第一個哺乳動物細胞周期調控點(限制點,Restriction Point)以來第二個被發現的細胞周期調控點,它把細胞周期調控與DNA復制的起始控制聯系了起來。

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第十二章 細胞分化與基因表達調控

教學目的:1 掌握細胞分化的本質及影響因素 2 了解基因表達調控的種類及機理 教學重點:細胞分化的本質及影響因素 教學難點:轉錄水平的基因調控 講授法

引言 上面我們介紹了細胞分裂的有關問題,較為普遍的細胞分裂方式為有絲分裂和減數分裂,在生物的個體發生中,這兩種分裂方式交替發生,以保證生物種族的延續。 第一節 細胞分化

一、細胞分化( cell differentiation)的概念及特點

概念 簡單說細胞分化(cell differentiation)是個體發育過程中細胞之間產生穩定差異的過程。

所以,細胞分化是指同源細胞通過分裂,發生形態、結構與功能特征穩定差異的過程。

二、細胞分化的實質

1 細胞分化是基因選擇性表達的結果

在個體發育過程中基因按照一定程序相繼活化的現象,稱為基因的差次表達(differential expression)或順序表達(Sequential expression) 。即在同一時間內不是所有的基因都具活性,而是有的有活性,有的無活性,有些細胞是這部分基因有活性,有些細胞則是另外一些基因有活性。

2 組織特異性基因和管家基因

一類是維持細胞最基本生命活動的基因,是所有一切細胞都需具備的,由此譯制基本生命活動所必需的結構和功能蛋白。這類基因稱“House-keeping gene”,譯為“管家基因”,它們與細胞分化關系不大。如編碼與細胞分裂、能量代謝、細胞基本建成有關的蛋白質的基因屬此類。另一類是譯制特異蛋白質的基因,與細胞的基本生存無直接關系,但與細胞分化關系密切,被稱為“Luxury gene”,譯為奢侈基因。 3 組合調控引發組織特異性基因的表達

三、影響細胞分化的因素

弄清了細胞分化的實質,研究者們便把注意力集中到基因選擇表達的控制機理方面。除細胞核與細胞質的相互作用對細胞分化的影響外,包括環境在內的諸多因素均對細胞分化有重要的影響。

(一)細胞的全能性

(二)影響細胞分化的因素 1 胞外信號分子 2 細胞記憶與決定

3 受精卵細胞質的不均一性 4 細胞間的相互作用與位置效應 5 環境對性別決定的影響 6 染色質變化與基因重排 7 細胞核對細胞分化的作用 8 細胞質對細胞分化的作用

四、細胞分化與胚胎發育 第二節 癌細胞(cancer cell)

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是生物體內由正常細胞轉變成的不受控制地惡性增殖細胞,細胞一旦發生癌變,其生物學屬性則發生一系列變化??烧J為是不正常的細胞分化過程。

一、主要特征

二、致癌因素

三、癌基因(Oncogene,onc)與抑癌基因 60年代末發現癌基因的存在。

本世紀初(1908)發現多種病毒可引起腫瘤的發生,稱這些病毒為腫瘤病毒或致癌病毒(Oncogenic virus),有DNA腫瘤病毒和RNA腫瘤病毒,主要的是RNA腫瘤病毒,被稱為逆轉錄病毒(retrovirus)。其中含有病毒癌基因(V-oncogne) RNA腫瘤病毒 ↓侵染 寄主細胞 RNA ↓反轉錄 cDNA(互補DNA) ↓ DNA雙螺旋 ↓

整合到寄主染色體一同復制,

此時稱細胞癌基因(C-oncogene)或原癌基因(proto—oncogene)

指存在于細胞中的與V-oncogene相對應的同源序列。原癌基因(細胞癌基因)存在于正常的細胞中,處于被阻遏狀態或許還參與細胞正?;顒?。但是 Proto-oncogene(C-oncogene) ↓致癌因子

oncogene(癌基因) ↓

導致細胞發生癌變

第三節 真核細胞基因表達的調控

一、復制水平上對基因表達的調控

主要包括:染色體消減和失活,以及基因擴增。

意義:基因擴增是一種通過改變基因數量來調節基因表達的方式,以便在短期內產生出某一基因拷貝,以調節基因表達。

二、轉錄水平上對基因表達的調節

通過某種機制,在一定時間控制mRNA的轉錄。如果是這樣,那么細胞分化的本質就是不同類型的細胞專門活化某種特定的基因,轉錄形成特定的mRNA的過程。

真核細胞沒有象原核細胞那樣的操縱子及其緊密連鎖的基因,其特點在于既受基因調控的順式作用元件影響,同時又受反式作用因子的影響,二者的相互作用實現真核轉錄調控。順式作用元件(cis-acting elements)。

指與特定蛋白質編碼區連鎖在一起的對轉錄起調控作用的DNA序列結構,包括啟動子、增強子和近來發現的抑制子(沉寂子silencer)。 ○1啟動子(promotor) ○2增強子(enhancer)

反式作用因子(trans-acting factors)

指能直接或間接地識別或結合各順式調控元件核心序列(8-12bp)上,參與調控靶基因轉錄效率第 47 頁 共 55 頁

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的一組蛋白質。目前已分離純化或鑒定的有幾百之多,主要包括各種基因調控蛋白。其功能都是通過與特異DNA序列相互作用而實現的,因此反式作用因子必須具備兩種能力:一是它們必需識別定位在影響特殊靶基因的增強子、啟動子和其它調控元件中的特異性靶序列;二是對于一個轉錄因子或正調控蛋白還要求它們能夠通過與RNA聚合酶或其它轉錄因子結合而行使功能。

三、轉錄后水平調控

1、hnRNA的修飾加工

a、5′末端“戴帽”:即在5′末端的鳥嘌呤的N-7位上產生甲基化,變成7-甲基鳥苷(M7G),使5′末端成為5′-M7G-PPP。

生物學意義:可能阻止5′末端繼續添加核苷酸,不受磷酸酶和核酸酶降解,起穩定mRNA的作用,并利于同核糖體小亞基結合,形成起始復合物。

b、3′-末端加“尾”:即在3′末端加上多個(200-250個)腺苷酸,形成PolyA“尾”。 生物學意義:促使3′末端與內質網結合,而使3′末端穩定,另外可能有延長mRNA壽命的作用。利于從核孔中輸出。

c、部分核苷酸甲基化:某些腺苷酸的第6位碳被甲基化形成m6A,功能不清。

2、mRNA的選擇性拼接(修剪拼接) 指切去內含子,將外顯子連接的過程。 5′外顯子↓GT„„內含子„„AT↓外顯子-3′

內含子(intron):真核生物中不連續基因中的居間序列。 外顯子(exon):被內含子隔開的基因序列。

內含子序列的精確切除是一種高度專一的作用過程,它需要mRNA前體中特異的識別信號,也需要細胞中識別這些信號的特定因子。目前認為核內的小分子RNA(small nucleur RNA,SnRNA)及其蛋白質復合物(SnRNP)可作為信號識別的特定因子。(小核糖核蛋白顆粒) 存在于真核細胞核中與RNA加工過程有關的RNA。是由RNA聚合酶III催化合成的。

SnRNA長約90~220個核苷酸,共分6種,分別編號為U1„„U6。其中U3位于核仁中,與28srRNA的成熟有關。U1在核液中與mRNA的剪接加工有關。它對hn-RNA中的內含子外顯子接點有辨認能力,能把轉錄本中在內含子、外顯子接點切斷,并進一步將外顯子連接起來。SnRNA非常穩定,不游離有存在,常常同特有蛋白質結合成復合物—小核糖核蛋白顆粒(snRNPs)。

拼接方式有兩種:一是切除內含子后,將外顯子規范地拼接成成熟的mRNA,稱為組成型拼接。這樣一個基因只產生一種成熟的mRNA,也只產生一種蛋白質產物。另一種拼接方式。是可調控的選擇性拼接,因而產生不同的成熟mRNA,翻擇產生不同的蛋白質。

3、mRNA的選擇性運輸

細胞可以在不同情況下選擇地將不同的hnRNA加工成mRNA,并把它們運至細胞質,這便是mRNA的選擇性加工運輸。這種運輸是一種通過核孔的主動運輸方式,其可能機制大體分為:○1依賴于核孔復合體上受體蛋白對RNA分子的特異性識別,缺少識別信號便保留在核內;○2不需要識別信號,除被特別保留在核內的RNA外:其余RNA都自動地輸出細胞核;○3存在選擇輸出和選擇保留的聯合機制。

四、翻譯和翻譯后加工水平的調控

在這個水平上調控,主要是控制mRNA的穩定性和mRNA翻譯起始的調控。

所謂在翻譯水平上的調節,是說基因轉錄的各種mRNA并不都能翻譯成蛋白質,在不同細胞中有不同的mRNA得到翻譯,結果不同細胞具有不同的蛋白質,細胞內才有了差別(分化),是否有這種調節機制呢?

人們早就注意到在海膽未受精卵中存在著較穩定(未活化)的mRNA,這種mRNA只有在受精后才能翻譯,稱為母體mRNA(maternal mRNA)。推測這種mRNA可能在未受精卵中被蛋白質遮蓋,或被局限在細胞內某一特定區域而不能被翻譯。而在受精后從這類束縛中解放出來,開始翻譯成第 48 頁 共 55 頁

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蛋白質。所以認為,在真核細胞對基因表達調節的一條重要途徑是產生穩定性的mRNA,處于隱蔽狀態,在一定條件下進行翻譯。

1、mRNA的穩定性

通過mRNA穩定性的變化來調控基因表達。原核細胞絕大多數的mRNA不穩定,靠其快速合成和快速降解來調整其基因表達以適應環境之變化。

真核細胞的mRNA相對來說穩定的多,影響mRNA的穩定性除mRNA分子3`端特殊信號序列外,某些mRNA的穩定性還受細胞外信號的影響。如激素。

在3`端非翻譯區含有一長段含A和U的核苷酸序列,與其不穩定性有關。

2、mRNA翻譯起始的調控

通過控制mRNA翻譯的起始,來進行基因表達的調控。“隱蔽mRNA”,在受精前貯存并不起始翻譯的mRNA。在受精后被激活,合成蛋白質,滿足快速卵裂之需。

真核細胞mRNA相當穩定,可生存很長時間,例:海膽卵mRNA直到受精后才轉譯,種子中的mRNA要到萌發時才轉譯,為什么出現這種現象,有人提出“蒙面信使”理論:認為mRNA貯藏在由mRNA和核糖體以及一個蛋白質外殼組成的細胞質顆粒中,免遭酶的攻擊而可長期保存,當有某種誘導因子時,除掉外殼進行轉譯。

3、翻譯后加工水平調控

蛋白質合成后通常還需加工、修飾和正確折疊才能成為有功能活性的蛋白質。因此,在此水平上也存在表達的調控問題。

由上可知:細胞分化的基因表達調控主要是在轉錄水平上??傊?,細胞分化機理是一相當復雜而又未能徹底闡明的課題,有待于今后詳盡研究。 第四節 幾種分化細胞

一、紅血細胞(紅血球)

二、免疫防衛系統——淋巴細胞的分化 1 細胞的基本防御能力

特異性免疫 是先天具有的普遍的免疫方式,由各類吞噬細胞和補體行使。 大吞噬細胞系統:單核細胞,進一步成熟變為巨噬細胞。

(2)特異性免疫系統 包括細胞免疫和體液免疫,分別有不同的免疫細胞——T淋巴細胞和B淋巴細胞。

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第十三章 細胞的衰老與凋亡

教學目的:1 掌握細胞衰老與凋亡的概念 2 探討細胞衰老及凋亡的機理 教學重點:影響細胞凋亡的因素 教學難點:細胞凋亡的機理 講授法

第一節 細胞衰老

概 述 細胞衰老的研究只是整個衰老生物學(老年學,人類學)研究中的一部分。所謂衰老生物學(biology of senescence)(或稱老年學,gerontology)是研究生物衰老的現象、過程和規律。其任務是要揭示生物(人類)衰老的特征,探索發生衰老的原因和機理,尋找推遲衰老的方法,根本目的在于延長生物(人類)的壽命。

多細胞有機體細胞,依壽命長短不同可劃分為兩類,即干細胞和功能細胞。干細胞在整個一生都保持分裂能力,直到達到最高分裂次數便衰老死亡。如表皮生發層細胞,生血干細胞等。

一、 早期的細胞衰老研究

100年前,魏斯曼曾提出種質不死而體質會衰老和死亡的學說,后來,Carrel和Ebeling認為細胞本身不會衰老,衰老是由于環境的影響造成的。特別是20世紀40-50年代,由于L系小鼠細胞和Hela細胞系的建立,又使細胞不死性的觀點更加鞏固。直到60年代初,Hayflick等人的出色工作對細胞不死的觀點徹底動搖了。

二、Hayflick界限

Hayflick通過對不同生物的胚成纖維細胞的體外培養,發現物種壽命和培養細胞壽命之間存在著確切的相互關系。

Hayflick巧妙的設計實驗,進一步證明了決定細胞衰老的因素在細胞內部,而不是外部環境。 取老年男性個體的細胞(間期無巴氏小體)和年輕女性個體的細胞(間期有巴氏小體)進行單獨或混合培養,并統計其倍增次數。結果發現,混合培養中的兩類細胞的倍增次數與各自單獨培養時相同,即在同一培養液,當年輕細胞旺盛增殖的同時,年老細胞就停止生長了; 年輕細胞的胞質體與年老的完整細胞融合時,得到的雜種細胞不能分裂;

年老細胞的胞質體與年輕的完整細胞融合時,雜種細胞的分裂能力幾乎與年輕細胞相同。充分說明決定細胞的衰老是細胞核,而不是細胞質。

體外培養的細胞,不是不死的,而是有一定壽命的,它們的增殖能力不是無限的,而是有一定的界限。即Hayflick界限。從而引出了細胞最高分裂次數的問題。

三、細胞在體內條件下的衰老

●在機體內,細胞的衰老和死亡是常見的現象,甚至在個體發育的早期也會發生; ●正常情況下終生保持分裂的細胞,其分裂能力也表現出隨著有機體年齡的增高而下降; ◆衰老動物體內,細胞分裂速度顯著減慢,其原因主要是G1期明顯延長; ◆衰老個體內的環境因素影響了細胞的增殖和衰老;

◆骨髓干細胞移植實驗說明隨著年齡的增加,干細胞增殖速度也趨緩慢.

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第三篇:《慢阻肺》教案講稿(完整版)

山西醫科大學汾陽學院

系部

臨床醫學系

教研室

教研室

任課教師

課程名稱

內科學

授課班級

授課時間

200

-200

學年第

學期

課程

名稱

中文名稱

英文名稱

課程

說明

對教

師的

要求

教材

選用

學》

主編

李家邦

人民衛生出版社

參考

書籍

與常

用網

地址

參考書籍:

1、《新編中醫學》

第二版

人民衛生出版社

理論課教案(范例)

授課章節

第二章

慢性支氣管炎

慢性阻塞性肺疾病

授課對象

臨床醫學本科

授課時數

2學時

授課時間

第四學年

第一學期

授課地點

多媒體教室

教學

目的

與要

一、掌握慢性支氣管炎的定義、臨床表現、診斷標準、防治原則。

二、熟悉慢性支氣管炎呼吸功能檢查主要指標及臨床意義。

三、了解慢性支氣管炎的病因與發病機制、病理改變、預后。

四、掌握阻塞性肺氣腫和慢性阻塞性肺疾病的定義和診斷。

五、掌握慢阻肺的臨床表現、肺功能、X線、血氣檢查、診斷、鑒別診斷、治療。

六、熟悉慢阻肺穩定期病情嚴重程度評估及意義、并發癥。

七、了解慢阻肺的流行病學情況、病因與發病機制、病理改變、病理生理及預后。

教學

重點

與難

重點:慢支、肺氣腫及COPD的概念、臨床表現、診斷標準、治療。

難點:COPD的診斷及穩定期病情嚴重程度評估。

教學

方法

課堂講授法、多媒體演示法、臨床病例討論法、問題導向學習法

教具

多媒體課件

掛圖

授課

提綱

第一節

慢性支氣管炎

一、慢支概述

二、慢支的病因和發病機制:目前尚不完全清楚

(一)非感染性因素:吸煙、職業粉塵和化學物質、空氣污染、其他因素均可損傷呼吸道黏膜,為細菌感染增加條件。

(二)感染因素:病毒、支原體、細菌等感染是慢支發生、發展的重要原因之一。

三、慢支的病理:病變由內到外,由輕到重逐漸加重,最后累及氣道壁及周圍組織,氣道支氣管壁的損傷-修復過程反復發生,進而引起支氣管結構重塑,膠原含量增加,瘢痕形成,進一步發展成阻塞性肺氣腫。

四、慢支的臨床表現

(一)癥狀:咳嗽、咳痰、喘息

(二)體征:

五、實驗室和其他輔助檢查

(一)X線檢查

(二)呼吸功能檢查

(三)血液、痰液檢查

六、診斷與鑒別診斷

七、治療

(一)急性加重期治療

1.

控制感染

2.

鎮咳祛痰

3.

平喘

(二)緩解期治療

第二節

慢性阻塞性肺疾病(COPD)

一、概述

(一)慢阻肺及肺氣腫的定義

(二)慢阻肺與慢支和肺氣腫的關系

(三)流行病學情況

二、病因和發病機制

(一)炎癥機制

(二)蛋白酶-抗蛋白酶失衡機制

(三)氧化應激機制

(四)其他機制

三、病理改變

四、病理生理

五、臨床表現

(一)癥狀:慢性咳嗽、咳痰、氣短或呼吸困難、喘息和胸悶、其他

(二)體征:肺氣腫體征

六、實驗室和其他輔助檢查

(一)肺功能檢查

(二)胸部影像學檢查

(三)血氣及其他檢查

七、診斷、穩定期病情嚴重程度評估、鑒別診斷

(一)診斷依據

(二)穩定期病情嚴重程度評估

1.

癥狀評估

2.

肺功能評估

3.

急性加重風險評估

(三)鑒別診斷

1.

哮喘

2.

其他引起慢性咳嗽、咳痰癥狀的疾病

3.

其他引起勞力性氣促的疾病

4.

其他原因所致的呼吸氣腔擴大

八、并發癥

(一)慢性呼吸衰竭

(二)自發性氣胸

(三)慢性肺源性心臟病

九、治療

(一)穩定期治療

(二)急性加重期治療

十、預防

外語詞匯要求

肺氣腫(emphysema);

慢性阻塞性肺疾病

(chronic

obstructive

pulmonary

disease,COPD);

慢性阻塞性肺疾病全球倡議(Global

Initiative

for

chronic

obstructive

lung-Disease

,

COPD)。

參考書目

1.

實用內科學(第14版),陳灝珠主編,人民衛生出版社,2013年

2.

《內科學》人民衛生出版社,第8版,葛均波,徐永健主編

3.

《內科學》人民衛生出版社,第7版,陸再英,鐘南山主編

4.

GOLD慢性阻塞性肺疾病診斷、治療和預防的全球策略(2016年更新版)《中國醫學前沿雜志(電子版)

》2016年第8卷第7期,龐紅燕,楊汀,王辰。

思考題

1.

COPD臨床表現、肺功能及血氣檢查

2.

COPD穩定期病情嚴重程度評估、診斷依據

3.

急性加重期及穩定期治療原則

注解

第二章

慢性支氣管炎

慢性阻塞性肺疾病

第一節

慢性支氣管炎

一、概述

慢性支氣管炎(chronic

bronchitis)簡稱慢支,是氣管、支氣管黏膜及其周圍組織的慢性非特異性炎癥。臨床上以咳嗽、咳痰為主要癥狀,或有喘息,每年發病持續3個月或更長時間,連續2年或2年以上,并排除具有咳嗽、咳痰、喘息癥狀的其他疾病。

二、病因和發病機制

本病的病因尚不完全清楚,可能是多種環境因素與機體自身因素長期相互作用的結果。

(一)吸煙

吸煙為最重要的環境發病因素,吸煙者慢性支氣管炎的患病率比不吸煙者高2?8倍。煙草中的焦油、尼古丁和氫氰酸等化學物質具有多種損傷效應,如損傷氣道上皮細胞和纖毛運動,使氣道凈化能力下降;促使支氣管黏液腺和杯狀細胞增生肥大,黏液分泌增多;刺激副交感神經而使支氣管平滑肌收縮,氣道阻力增加;使氧自由基產生增多,誘導中性粒細胞釋放蛋白酶,破壞肺彈力纖維,誘發肺氣腫形成等。

(二)職業粉塵和化學物質

接觸職業粉塵及化學物質,如煙霧、變應原、工業廢氣及室內空氣污染等,濃度過高或時間過長時,均可能促進慢性支氣管炎發病。

內因

機體自身因素

外因

感染因素

非感染因素

注解

(三)空氣污染

大氣中的有害氣體如二氧化硫、二氧化氮、氯氣等可損傷氣道黏膜上皮,使纖毛清除功能下降,黏液分泌增加,為細菌感染增加條件。

(四)感染因素

病毒、支原體、細菌等感染是慢性支氣管炎發生發展的重要原因之一。病毒感染以流感病毒、鼻病毒、腺病毒和呼吸道合胞病毒為常見。細菌感染常繼發于病毒感染,常見病原體為肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌和葡萄球菌等。這些感染因素同樣造成氣管、支氣管黏膜的損傷和慢性炎癥。

(五)其他因素

免疫功能紊亂、氣道高反應性、年齡增大等機體因素和氣候等環境因素均與慢性支氣管炎的發生和發展有關。如老年人腎上腺皮質功能減退,細胞免疫功能下降,溶菌酶活性降低,從而容易造成呼吸道的反復感染。寒冷空氣可以刺激腺體增加黏液分泌,纖毛運動減弱,黏膜血管收縮,局部血循環障礙,有利于繼發感染。

三、病理

支氣管上皮細胞變性、壞死、脫落,后期出現鱗狀上皮化生,纖毛變短、粘連、倒伏、脫失;各級支氣管壁均有多種炎癥細胞浸潤,以中性粒細胞、淋巴細胞為主,急性發作期可見到大量中性粒細胞,嚴重者為化膿性炎癥,黏膜充血、水腫;杯狀細胞和黏液腺肥大和增生、分泌旺盛,大量黏液潴留;病情繼續發展,炎癥由支氣管壁向其周圍組織擴散,黏膜下層平滑肌束可斷裂萎縮,黏膜下和

由內到外逐層受累,最后可累及整個氣道壁及周圍組織

注解

支氣管周圍纖維組織增生;支氣管壁的損傷-修復過程反復發生,進而引起支氣管結構重塑,膠原含量增加,瘢痕形成;進一步發展成阻塞性肺氣腫時見肺泡腔擴大,肺泡彈性纖維斷裂。

三、臨床表現

(一)

癥狀

緩慢起病,病程長,反復急性發作而病情加重。主要癥狀為咳嗽、咳痰,或伴有喘息。急性加重系指咳嗽、咳痰、喘息等癥狀突然加重。急性加重的主要原因是呼吸道感染,病原體可以是病毒、細菌、支原體和衣原體等。

1.

咳嗽

冬春季重,夏季減輕,一般晨間咳嗽為主,睡眠時有陣咳或排痰。

2.

咳痰

一般為白色黏液和漿液泡沫性,偶可帶血。清晨排痰較多,起床后或體位變動可刺激排痰。

3.

喘息或氣急

喘息明顯者常稱為喘息性支氣管炎,部分可能伴發支氣管哮喘。若伴肺氣腫時可表現為勞動或活動后氣急。

(二)體征

早期多無異常體征。急性發作期可在背部或雙肺底聽到干、濕啰音,咳嗽后可減少或消失。

如伴發哮喘可聞及廣泛哮鳴音并伴呼氣期延長。

(三)實驗室和其他輔助檢査

1.

X線檢查

早期可無異常。反復發作者表現為肺紋理增粗、紊亂,呈網狀或條索狀、斑點

狀陰影,以雙下肺野明顯。

2.

呼吸功能檢查

早期無異常。如有小氣道阻塞時,最大呼氣流速-容量曲線在75%和

50%肺容量時流量明顯降低。當使用支氣管擴張劑后第一秒用力呼氣容

咳、痰、喘三大主癥,

注解

積(FEV1占用力肺活量(FVC)的比值(FEV1/FVC)<0.

70提示已發展為慢性阻塞性肺疾病。

3.

血液檢查

細菌感染時偶可出現白細胞總數和(或)中性粒細胞增高。

4.

痰液檢查

可培養出致病菌。涂片可發現革蘭陽性菌或革蘭陰性菌,或大量破壞的白細胞和杯狀細胞。

四、診斷與鑒別診斷

依據咳嗽、咳痰,或伴有喘息,每年發病持續3個月,連續2年或2年以上,并排除其他可以引起類似癥狀的慢性疾病。

1.

支氣管哮喘

部分哮喘患者以刺激性咳嗽為特征,灰塵、油煙、冷空氣等容易誘發咳嗽,常有家庭或個人過敏疾病史。對抗生素治療無效,支氣管激發試驗陽性。

2.

嗜酸粒細胞性支氣管炎

臨床癥狀類似,X線檢查無明顯改變或肺紋理增加,支氣管激發試驗多陰性,臨床上容易誤診。誘導痰檢查嗜酸粒細胞比例增加(>3%)可以診斷。

3.

肺結核

常有發熱、乏力、盜汗及消瘦等癥狀。痰液查找抗酸桿菌及胸部X線檢查可以鑒別。

4.

支氣管肺癌

多數有數年吸煙史,頑固性刺激性咳嗽或過去有咳嗽史,近期咳嗽性質發生改變,常有痰中帶血。有時表現為反復同一部位的阻塞性肺炎,經抗生素治療未能完全消退。痰脫落細胞學、胸部CT及纖維支氣管鏡等檢查可明確診斷。

5.

特發性肺纖維化

臨床經過多緩慢,開始僅有咳嗽、咳痰,偶有氣短。仔細

注解

聽診在胸部下后側可聞爆裂音(Velcro啰音)。血氣分析示動脈血氧分壓降低,而二氧化碳分壓可不升高。高分辨螺旋CT檢查有助診斷。

6.

支氣管擴張

典型者表現為反復大量咯膿痰或反復咯血。X線胸部拍片常見肺野紋理粗亂或呈卷發狀。高分辨螺旋CT檢查可確定診斷。

7.

其他引起慢性咳嗽的疾病

慢性咽炎、鼻后滴漏綜合征、胃食管反流、某些心血管疾病(如二尖瓣狹窄)等均有其各自的特點。

五、治療

(一)急性加重期的治療

1.

控制感染

多依據患者所在地常見病原菌經驗性地選用抗生素,一般口服,病情嚴重時靜脈給藥。如左氧氟沙星0.

4g,每日1次;羅紅霉素0.

3g,每日2次;阿莫西林2?4g/d,分2?4

次口服;頭孢呋辛1.0g/d,分2次口服;復方磺胺甲嗯唑(SMZ-co),每次2片,每日2次。如果能培養出致病菌,可按藥敏試驗選用抗生素。

2.

鎮咳祛痰

可試用復方甘草合劑10ml,每日3次;或復方氯化銨合劑10ml,每日3次;或溴己新8?16mg,每日3次;或鹽酸氨溴索30mg,每日3次;或桃金娘油0.

3g,每日3次。干咳為主者可用鎮咳藥物,如右美沙芬或其合劑等。

3.

平喘

有氣喘者可加用支氣管擴張劑,如氨茶堿O.lg,每日3次,或用茶堿控釋劑;或β2受體激動劑吸入。

(二)緩解期治療

1.

戒煙,避免吸入有害氣體和其他有害顆粒。

感染是最常見的誘因,控制感染至關重要

注解

2.

增強體質,預防感冒。

3.

反復呼吸道感染者可試用免疫調節劑或中醫中藥,如流感疫苗、肺炎疫苗、卡介菌多糖核酸、胸腺肽等,部分患者或可見效。

六、預后

部分患者可控制,不影響工作、學習;部分患者可發展成慢性阻塞性肺疾病甚至肺心病。

第二節

慢性阻塞性肺疾病

一、概述

慢性阻塞性肺疾病(chronic

obstructive

pulmonary

disease,COPD)簡稱慢阻肺,是以持續氣流受限為特征的可以預防和治療的疾病,其氣流受限多呈進行性發展,與氣道和肺組織對香煙煙霧等有害氣體或有害顆粒的異常慢性炎癥反應有關。肺功能檢查對確定氣流受限有重要意義。在吸入支氣管擴張劑后,第一秒用力呼氣容積(FEV1/用力肺活量(FVC)(FEV1/FVC)<0.70表明存在持續氣流受限。

慢阻肺與慢性支氣管炎和肺氣腫(emphysema)有密切關系。如本章第一節所述,慢性支氣管炎是指在除外慢性咳嗽的其他已知原因后,患者每年咳嗽、咳痰3個月以上并連續2年者。肺氣腫則指肺部終末細支氣管遠端氣腔出現異常持久的擴張,并伴有肺泡壁和細支氣管的破壞,而無明顯的肺纖維化。當慢性支氣管炎、肺氣腫患者肺功能檢查出現持續氣流受限時,則能診斷為慢阻肺;如患者只有慢性支氣管炎和(或)肺氣腫,而無持續氣流受限,則不能診斷為慢阻肺。

一些已知病因或具有特征病理表現的疾病也可導致持續氣流受限,如支氣管擴張癥、肺結核纖維化病變、嚴重的間質性肺疾病、彌漫性泛細支氣管炎以及閉塞性細支氣管炎等,但均不屬于慢阻肺。

慢阻肺是呼吸系統疾病中的常見病和多發病,患病率和病死率均居高不下。

肺功能檢查是診斷COPD必須條件

注解

1992年在我國北部和中部地區對102

230名農村成年人進行了調查,慢阻

肺的患病率為3%。近年來對我國7個地區20

245名成年人進行調查,慢阻肺的患病率占40歲以上人群的8.

2%。

因肺功能進行性減退,嚴重影響患者的勞動力和生活質量。慢阻肺造成巨大的社會和經濟負擔,根據世界銀行/世界衛生組織發表的研究,預計至2020年時慢阻肺將占世界疾病經濟負擔的第五位。

二、病因

本病的病因與慢性支氣管炎相似,可能是多種環境因素與機體自身因素長期相互作用的結果。具體見本章第一節。

三、發病機制

(一)

炎癥機制

氣道、肺實質及肺血管的慢性炎癥是慢阻肺的特征性改變,中性粒細胞、巨噬細胞、T淋巴細胞等炎癥細胞均參與了慢阻肺的發病過程。中性粒細胞的活化和聚集是慢阻肺炎癥過程的一個重要環節,通過釋放中性粒細胞彈性蛋白酶等多種生物活性物質引起慢性黏液高分泌狀態并破壞肺實質。

(二)

蛋白酶-抗蛋白酶失衡機制

蛋白水解酶對組織有損傷、破壞作用;抗蛋白酶對彈性蛋白酶等多種蛋白酶具有抑制功能,

其中α1抗胰蛋白酶(α1-AT)是活性最強的一種。蛋白酶增多或抗蛋白酶不足均可導致組織結構破壞,產生肺氣腫。吸入有害氣體和有害物質可以導致蛋白酶產生增多或活性增強,而抗蛋白酶產生減少或滅活加快;同時氧化應激、吸煙等危險因素也可以降低抗蛋白酶的活性。先天性α1

-抗胰蛋白酶缺乏多見北歐血統的個體,我國尚未見正式報道。

注解

(三)氧化應激機制

許多研究表明慢阻肺患者的氧化應激增加。氧化物主要有超氧陰離子、羥根、次氯酸、H2O2和一氧化氮等。氧化物可直接作用并破壞許多生化大分子如蛋白質、脂質和核酸等,導致細胞功能障礙或細胞死亡,還可以破壞細胞外基質;引起蛋白酶-抗蛋白酶失衡;促進炎癥反應,如激活轉錄因子NF-kB,參與多種炎癥介質的轉錄,如IL-8、TNF-cx以及誘導型一氧化氮合酶(NOS)

和環氧化物酶等的轉錄。

(四)其他機制

如自主神經功能失調、營養不良、氣溫變化等都有可能參與慢阻肺的發生、發展。

上述炎癥機制、蛋白酶-抗蛋白酶失衡機制、氧化應激機制以及自主神經功能失調等共同作用,產生兩種重要病變:第一,小氣道病變,包括小氣道炎癥、小氣道纖維組織形成、小氣道管腔黏液栓等,使小氣道阻力明顯升高。第二,肺氣腫病變,使肺泡對小氣道的正常牽拉力減小,小氣道較易塌陷;同時,肺氣腫使肺泡彈性回縮力明顯減低。這種小氣道病變與肺氣腫病變共同作用,造成慢阻肺特征性的持續氣流受限。引起所屬終末肺組織,即肺泡管、肺泡囊及肺泡的擴張,其特點是氣腫囊腔較小,遍肺小葉內。有時兩型同時存在一個肺內稱混合型肺氣腫,多在小葉中央型基礎上,并發小葉周邊區肺組織膨脹。

注解

(一)

肺氣腫的病理改變

1.

肉眼觀

肺過度膨脹,彈性減退。外觀灰白或蒼白,表明可見多個大皰。

2.

鏡下觀

肺泡壁變薄,肺泡腔擴大、破裂或形成大皰,血液供應減少,彈性纖維網破壞。

3.

病理分型

按累及肺小葉的部位,可將阻塞性肺氣腫分為小葉中央型(見下圖1)、全小葉型(見下圖2)及介于兩者之間的混合型三類,其中以小葉中央型為多見。小葉中央型是由于終末細支氣管或一級呼吸性細支氣管炎癥導致管腔狹窄,其遠端的二級呼吸性細支氣管呈囊狀擴張,其特點是囊狀擴張的呼吸性細支氣管位于二級小葉的中央區。全小葉型是呼吸性細支氣管狹窄,引起所屬終末肺組織,即肺泡管、肺泡囊及肺泡的擴張,其特點是氣腫囊腔較小,遍布于肺小葉內。有時兩型同時存在一個肺內稱混合型肺氣腫,多在小葉中央型基礎上,并發小葉周邊區肺組織膨脹。

小葉中央型肺氣腫

圖1

注解

全小葉型肺氣腫

圖2

五、病理生理

慢阻肺特征性的病理生理變化是持續氣流受限致肺通氣功能障礙。隨著病情的發展,肺組織彈性日益減退,肺泡持續擴大,回縮障礙,則殘氣量及殘氣量占肺總量的百分比增加。肺氣腫加重導致大量肺泡周圍的毛細血管受膨脹肺泡的擠壓而退化,致使肺毛細血管大量減少,肺泡間的血流量減少,此時肺泡雖有通氣,但肺泡壁無血液灌流,導致無效腔樣氣量增大;也有部分肺區雖有血液灌流,但肺泡通氣不良,不能參與氣體交換,導致功能性分流增加,從而產生通氣

與血流比例失調。同時,肺泡及毛細血管大量喪失,彌散面積減少。通氣與血流比例失調與彌散障礙共同作用,導致換氣功能發生障礙。通氣和換氣功能障礙可引起缺氧和二氧化碳潴留,發生不同程度的低氧血癥和高碳酸血癥,最終出現呼吸功能衰竭。

注解

六、臨床表現

(一)癥狀

起病緩慢,病程較長。主要癥狀包括:

1.

慢性咳嗽

隨病程發展可終身不愈。常晨間咳嗽明顯,夜間有陣咳或排痰。

2.

咳痰

一般為白色黏液或漿液性泡沫性痰,偶可帶血絲,清晨排痰較多。急性發作期痰量增多,可有膿性痰。

3.

氣短或呼吸困難

早期在較劇烈活動時出現,后逐漸加重,以致在日?;顒由踔列菹r也感到氣短,是慢阻肺的標志性癥狀。

4.

喘息和胸悶

部分患者特別是重度患者或急性加重時出現喘息。

5.

其他

晚期患者有體重下降,食欲減退等。

(二)體征

早期體征可無異常,隨疾病進展出現以下體征:

1.

視診

胸廓前后徑增大,肋間隙增寬,劍突下胸骨下角增寬,稱為桶狀胸。部分患者呼吸變淺,頻率增快,嚴重者可有縮唇呼吸等。

2.

觸診

雙側語顫減弱。

3.

叩診

肺部過清音,心濁音界縮小,肺下界和肝濁音界下降。

4.

聽診

兩肺呼吸音減弱,呼氣期延長,部分患者可聞及濕性啰音和(或)干性啰音。

七、實驗室和其他輔助檢查

(一)肺功能檢查

是判斷持續氣流受限的主要客觀指標。使用支氣管擴張劑FEV1/FVC<0.70可確定為持續氣流受限。肺總量(TLC)、功能殘氣量(FRC)和殘氣量(RV)增高,肺活量(VC)減低,表明肺過度充氣。

特征性癥狀:在咳嗽、咳痰的基礎上出現逐漸加重的呼吸困難

肺氣腫征

注解

(二)胸部X線檢查

慢阻肺早期胸片可無異常變化,以后可出現肺紋理增粗、紊亂等非特異性改變,也可出現肺氣腫改變。X線胸片改變對慢阻肺診斷特異性不高,但對于與其他肺疾病的鑒別具有非常重要的價值。對于明確自發性氣胸、肺炎等常見并發癥也十分有用。

(三)胸部CT檢査

CT檢查可見慢阻肺小氣道病變的表現、肺氣腫的表現以及并發癥的表現,但其主要臨床意義在于排除其他具有相似癥狀的呼吸系統疾病。

(四)血氣檢査

對確定發生低氧血癥、高碳酸血癥、酸堿平衡失調以及判斷呼吸衰竭的類型有重要價值。

(五)其他

慢阻肺合并細菌感染時,外周血白細胞增高,核左移。痰培養可能查出病原菌。

八、診斷與穩定期病情嚴重程度評估

主要根據吸煙等高危因素史、臨床癥狀、體征及肺功能檢查等,并排除可以引起類似癥狀和肺功能改變的其他疾病,綜合分析確定。肺功能檢查見持續氣流受限是慢阻肺診斷的必備條件,吸入支氣管擴張劑后FEV/FVC<0.

70為確定存在持續氣流受限的界限。

目前多主張對穩定期慢阻肺采用綜合指標體系進行病情嚴重程度評估。

注解

1.

癥狀評估

可采用改良版英國醫學研究委員會呼吸困難問卷(mMRC問卷)進行評估

(如下表1)

表1

注解

1.

肺功能評估

可使用GOLD分級:

慢阻肺患者吸入支氣管擴張劑后FEV1/FVC<0.

70;

再依據其FEV1下降程度進行氣流受限的嚴重程度分級(見下表2)。

表2

注解

3.

急性加重風險評估

上一年發生2次或以上急性加重或FEV1%cpred<50%,均提示今后急性加重的風險增加。

依據上述癥狀、肺功能改變和急性加重風險等,即可對穩定期慢阻肺患者的病情嚴重程度做出綜合性評估,并依據該評估結果選擇穩定期的主要治療藥物(如下表3)。

表3

注解

在對慢阻肺患者進行病情嚴重程度的綜合評估時,還應注意慢阻肺患者的各種全身合并疾病,如心血管疾病、骨質疏松、焦慮和抑郁、肺癌、感染、代謝綜合征和糖尿病等,治療時應予兼顧。

九、鑒別診斷

(一)哮喘

慢阻肺多為中年發病,癥狀緩慢進展,多有長期吸煙史。哮喘多為早年(如兒童期)發病,每日癥狀變化快,夜間和清晨癥狀明顯,也可有過敏史、鼻炎和(或)濕疹,可有哮喘家族史。大多數哮喘患者的氣流受限具有顯著的可逆性,合理使用吸入糖皮質激素等藥物常能有效控制病情,是其與慢阻肺相鑒別的一個關鍵特征。但是,部分哮喘患者隨著病程延長,可出現較明顯的氣道重塑,導致氣流受限的可逆性明顯減小,此時臨床很難與慢阻肺相鑒別。慢阻肺和哮喘亦可同時存在于同一位患者。

(二)其他引起慢性咳嗽、咳痰癥狀的疾病

如支氣管擴張、肺結核、肺癌、特發性肺纖維化等,具體見本章第一節。

(三)其他引起勞力性氣促的疾病

如冠心病、高血壓性心臟病、心臟瓣膜疾病等。具體見第三篇。

(四)其他原因所致的呼吸氣腔擴大

肺氣腫是一病理診斷名詞。呼吸氣腔均勻規則擴大而不伴有肺泡壁的破壞時,雖不符合肺氣腫的嚴格定義,但臨床上也常習慣稱為肺氣腫,如代償性肺氣腫、老年性肺氣腫。臨床表現可以出現勞力性呼吸困難和肺氣腫體征。需綜合分析臨床資料以進行鑒別。

注解

十、并發癥

(一)慢性呼吸衰竭

常在慢阻肺急性加重時發生,其癥狀明顯加重,發生低氧血癥和(或)高碳酸血癥,出現缺氧和二氧化碳潴留的臨床表現。

(二)自發性氣胸

如有突然加重的呼吸困難,并伴有明顯發紺,患側肺部叩診為鼓音,聽診呼吸音減弱或消失,應考慮并發自發性氣胸,通過X線檢查可以確診。

(三)慢性肺源性心臟病

由于慢阻肺肺臟病變引起肺血管床減少及缺氧致肺動脈收縮、血管重塑,導致肺動脈高壓、右心室肥厚擴大,最終發生右心功能不全。

十一、治療

(一)穩定期治療

1.

教育和勸導患者戒煙;因職業或環境粉塵、刺激性氣體所致者,應脫離污染環境。

2.

支氣管擴張劑

是現有控制癥狀的主要措施,可依據患者病情嚴重程度參照表表3選用。

(1)β2腎上腺素受體激動劑:短效制劑如沙丁胺醇(salbutamol)氣霧劑,每次100?200μg

(1?2噴),定量吸入,療效持續4?5小時,每24小時不超過8?12噴。特布他林(terbutaline)

氣霧劑亦有同樣作用。長效β2腎上腺素受體激動劑有沙美特羅(salmeterol)、福莫特羅(formot-

erol)等,每日僅需吸入2次。

注解

(2)抗膽堿能藥:

短效制劑如異丙托溴銨(ipratropium)氣霧劑,定量吸入,起效較沙丁胺醇慢,持續6?8小時,每次40?80μg,每天3?4次。長效抗膽堿能藥有噻托漠銨(tiotropium

bro-

mide),選擇性作用于M1、M3受體,每次吸入18μg,每天一次。

(3)茶堿類藥:

茶堿緩釋或控釋片,0.2g,每12小時1次;氨茶堿,0.

lg,每日3次。

3.

糖皮質激素

對高風險患者(C組和D組患者),有研究顯示長期吸入糖皮質激素與長

效(β2腎上腺素受體激動劑的聯合制劑可增加運動耐量、減少急性加重發作頻率、提高生活質量。目前常用劑型有沙美特羅加氟替卡松(舒利迭)、福莫特羅加布地奈德(信必可)。

4.

祛痰藥

對痰不易咳出者可應用。常用藥物有鹽酸氨溴索,30mg,每日3次,N-乙酰半胱氨酸,0.2g,每日3次,或羧甲司坦,0.5g,每日3次。

5.

長期家庭氧療(LTOT)

對慢阻肺并發慢性呼吸衰竭者可提高生活質量和生存率。對血流動力學、運動能力和精神狀態均會產生有益的影響。使用LT0T的指征為:①Pa02<

55mmHg或Sa02

<88%,有或沒有高碳酸血癥。②Pa02

55?60mmHg,或Sa02<89%,并有肺動脈高壓、心力衰竭所致水腫或紅細胞增多癥(血細胞比容>0.55)。一般用鼻導管吸氧,氧流量為

1.0?2.0L/min,吸氧時間10?15h/d。目的是使患者在靜息狀態下,達到Pa02≥60mmHg和

(或)使Sa02升至90%以上。

注解

(二)急性加重期治療

慢阻肺急性加重是指咳嗽、咳痰、呼吸困難比平時加重或痰量增多,或咯黃痰,或者是需要改變用藥方案。

1.

確定急性加重期的原因(最多見的急性加重原因是細菌或病毒感染)及病情嚴重程度,根據病情嚴重程度決定門診或住院治療。

2.

支氣管擴張劑

藥物同穩定期。有嚴重喘息癥狀者可給予較大劑量霧化吸入治療,如應用沙丁胺醇500μg或異丙托溴銨500μg,或沙丁胺醇1000μg加異丙托溴銨250?500μg,通過小型霧化器給患者吸入治療以緩解癥狀。

3.

低流量吸氧

發生低氧血癥者可鼻導管吸氧,或通過文丘里(Venturi)面罩吸氧。鼻導管給氧時,吸入的氧濃度與給氧流量有關,估算公式為吸入氧濃度(%)=

21+4x氧流量(L/

min)。一般吸入氧濃度為28%?30%,應避免吸入氧濃度過高引起二氧化碳潴留。

4.

抗生素

當患者呼吸困難加重,咳嗽伴痰量增加、有膿性痰時,應根據患者所在地常見病原菌及其藥物敏感情況積極選用抗生素治療。門診可用阿莫西林/克拉維酸、頭孢唑肟0.

25g每

日3次、頭孢呋辛0.

5g每日2次、左氧氟沙星0.

4g每日1次、莫西沙星0.

4g每日一次;較重者可應用第三代頭孢菌素,如頭孢曲松鈉2.

0g加于生理鹽水中靜脈滴注,每天1次。住院患者當根據疾病嚴重程度和預計的病原菌更積極地給予抗生素,如給予β內酰胺類/β內酰胺酶抑制劑、大環內酯類或喹喏酮類,一般多靜脈滴注給藥。如果找到確切的病原菌,應根據藥敏結果選用抗生素。

注解

5.

糖皮質激素

對需住院治療的急性加重期患者可考慮口服潑尼松龍30?40mg/d,也可靜脈給予甲潑尼龍40?80mg,每日一次。連續5?7天。

6.

祛痰劑

溴己新8?16mg,每日3次;鹽酸氨溴索30mg,每日3次,酌情選用。

如患者有呼吸衰竭、肺源性心臟病、心力衰竭,具體治療方法可參閱有關章節治療內容。

十二、預防

戒煙是預防慢阻肺最重要的措施,在疾病的任何階段戒煙都有助于防止慢阻肺的發生和發展??刂坡殬I和環境污染,減少有害氣體或有害顆粒的吸入。積極防治嬰幼兒和兒童期的呼吸系統感染。流感疫苗、肺炎鏈球菌疫苗、細菌溶解物、卡介菌多糖核酸等對防止慢阻肺患者反復感染可能有益。加強體育鍛煉,增強體質,提高機體免疫力,可幫助改善機體一般狀況。此外,對于有慢阻肺高危因素的人群,應定期進行肺功能監測,以盡可能早期發現慢阻肺并及時予以干預。慢阻肺的早期發現和早期干預十分重要。

注解

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注解

END

第四篇:小狗包弟教案完整版

小狗包弟教學設計

【教學目標】

1、理清文章行文思路;理解作者對小狗包弟的主要情感。

2、感悟作者敢講真話、敢于自責的精神。 【教學重難點】

感受作者嚴于解剖自己、敢于說真話的勇氣和度量。

【教學時數】 【教學方法】【教學過程】 誦讀法,點撥法,討論法。 一課時

一、導入新課

巴金先生,大家都不陌生。被稱為“世紀老人”的他,在談到自己的文學見解時說:“人為什么需要文學?需要它來掃除我們心靈的垃圾,需要它給我們帶來希望,帶來勇氣,帶來力量。”今天我們一起來拜讀他的散文名篇《小狗包弟》 ,來感受他在文中所表現出的勇氣和力量,來品味他被譽為“20世紀中國的良心”的個中真意。

二、走進作者、作品

巴金,“世紀老人,享年101歲。他被公認為20世紀不多的幾位文學大師之一,他的作品代表著20世紀中國現代文學與人文精神的顛峰。

原名李堯棠,字芾甘,祖籍浙江嘉興,生于四川成都一個官宦家庭。1928年完成第一部中篇小說《滅亡》,引起強烈反響。后來又寫了“愛情三部曲” (《霧》《雨》《電》)和“激流三部曲”(《家》《春》《秋》)等小說,又發表中篇小說《寒夜》、《憩園》等。

他的著作被譯為多種文字。1982年至1985年相繼獲得意大利但丁國際榮譽獎、法國榮譽勛章和香港中文大學榮譽文學博士、美國文學藝術研究院名譽院士稱號。任中國作家協會主席、全國文聯副主席。

《小狗包弟》選自巴金晚年散文集《隨想錄》?!峨S想錄》是巴金晚年創作的一部散文集。他在《隨想錄》中痛苦地回憶、深刻地反思;他在《隨想錄》中重新開始青年時代的追求,完成了一個真實人格的塑造。 其目的是要對文化大革命做出個人的反省,巴金在十年文革的**中,看到許多同志、戰友、親人相繼遭到迫害,卻有恨不敢說,有淚不能流,有時還不得不說些違心的話,做些違心的事。粉碎“四人幫”后,他被壓抑的感情像火山一樣爆發出來了,他說:“我吃夠了謊言的了,現在到了講真話的時候了。”“人人只有講真話才能認真的活下去。”“我必須用最后的言行證明我不是一個騙子”?!缎」钒堋吠瓿捎?980年1月4日。

三、理清思路,整體感知。

1、本文題目是“小狗包弟”,請你圍繞包弟說一說本文寫了哪些內容。 引子(1自然段)──藝術家與狗的故事。 開端(2自然段)──包弟的來歷。

發展(3~6自然段)──七年相處。

結局(7~9自然段)──痛別包弟。

尾聲(10~13自然段)──深深懺悔。

2、那么,時至今日,巴金老人對小狗包弟最主要的情感是什么呢?(齊讀文中凝練集中地表現了作者巴金對小狗情感的句子)

明確:懷念、 歉疚。

原文:文末“我不怕大家嘲笑,我要說:我懷念包弟,我想向它表示歉意。”

四、分析課文,深挖主旨。

1.如此看來,對于巴金,包弟不是一條普通的小狗。2-6自然段集中描寫了包弟的一些經歷,請你根據這些經歷的敘述,說說包弟是一只怎樣的小狗。 明確:1)對陌生人吠,一聲叫喚就跑開;

2)作揖討糖果吃;

3)日本朋友對它很感興趣,拍攝它的鏡頭; 4)由起女士非常喜歡包弟; 5)蕭珊喜歡包弟,討骨頭喂它。 6)每天在門口等候我們出來。

特點概括:

可愛聰明、善解人意、有情有義。

2.對于這樣一只可愛、聰明、善解人意、有情有義,而一家人都很喜歡的小狗,巴金最后是如何處理的?你怎樣看待巴金把包弟送上解剖臺這一行為?

因為文革抄“四舊”:一則養狗可能會被當做是小資情調;二則這只小狗的來歷非同尋常,甚至可能被定為“里通外國”的罪名:為了保全全家人,不得不把包弟送上解剖臺。故而巴金做出這樣的選擇,實在是出于無奈。(文革是包弟走上死路的根本原因) 包弟如此聰明伶俐、有情有義,卻因為“文革”失去了生命。狗猶如此,人何以堪!(套用《世說新語》中的一句:“木猶如此,人何以堪!”)一條狗都難逃厄運,都保不住命,更何況是被批斗為“牛鬼蛇神”的活生生的人呢?(以小見大)

(★文革簡要回顧

插敘關于十年“浩劫”的記憶:1966年5月至1976年10月,整整10年。這場運動堪稱“十年浩劫”,多少無辜的人慘遭殺害,多少千年古跡毀于一旦。在這個**的年代里,人的生命賤如草芥,一錢不值,人性扭曲變形,就連無辜的對人忠誠親近的小狗也難逃一劫。

劉少奇被打倒,彭德懷被批斗;丁玲被打成右派,趙樹理被害死,老舍縱身跳進北京的太平湖……)

(在“懷疑一切”“打倒一切”的盲從的所謂的革命浪潮聲里,他們被打為“走資派”“反動派”)那么巴金呢?

巴金在十年浩劫中的大致經歷:

放棄包弟并沒有換得保全一家人,1968年8月,巴金被關進牛棚改造,隨后經受了大字報、掛牌游街等形式的批斗。 1970年,到農村改造,掏大糞、喂豬、背稻草、種地…… 1972年,妻子蕭珊在飽受精神折磨后患上癌癥,病逝。

巴金的兒子在勞動改造的過程中也飽受精神和肉體上的折磨,性格變得內向抑郁,疾病纏身。此時,巴金69歲。

巴金曾在《病中》一文寫道:“當姚文元拿著棒子的時候,我給關在牛棚里除了唯唯諾諾之外,敢于做過什么事情?十年間我不過是一條含著眼淚等人宰割的牛。”

小結:社會是病態的社會,政治是高壓的政治,人性是扭曲的人性。十年文革,十年浩劫,給多少人留下了累累不可彌合的精神創傷。即使一條小狗,也可能擺脫不了“文革”無情的迫害,比如包弟,比如藝術家鄰居的小狗。

3.歷史的戰車,帶走了包弟。對于巴金,包弟的離去已經不可挽回,唯有對小狗包弟無盡的懷念和深深的歉意。哪些段落是集中描寫巴金對包弟的懷念與歉意?(10-13)

大聲朗讀該部分,找出你認為最能反映巴金內心感受的句子,并作簡要分析。

不能保護一條小狗,我感到羞恥;為了想保全自己,我把包弟送到解剖桌上,我瞧不起自己,我不能原諒自己。(自責)

我自己終于也變成了包弟,沒有死在解剖桌上,倒是我的幸運……(悔恨)

滿園的創傷使我的心仿佛又給放在油鍋里熬煎。(李清照《武陵春》句“物是人非事事休,欲語淚先流”。13年5個月之后,面對眼前的一切,想念著深愛的妻子蕭珊,回想起蕭珊在如茵的草地上逗包弟玩的情景,心里的無限悲戚之情油然而生。典型的觸景生情、情景交融)

這樣的熬煎是不會有終結的,除非我給自己過去十年的苦難生活作了總結,還清了心靈上的債……

以上句子都可見巴金內心之沉痛,歉意之深。

五、合作討論,深入探究

4.“文革”是殺死小狗真正的罪魁禍首,巴金當時的選擇實屬迫不得已。然而,這位世紀老人卻主動地背上了這個精神上的包袱,對一只小狗欠下了一筆十三年零五個月的心靈債。從巴金的歉疚和懺悔中,我們看到了巴金怎樣的品質?結合當時的背景,你認為巴金的歉疚和懺悔對后世有著怎樣的現實意義?(討論交流2分鐘,發表自己的看法)

在文革結束后的日子里,幾乎沒有人為他們的所作所為承當責任,而巴金作為一個受害者卻站出來懺悔,這是需要莫大的勇氣和力量的。巴金在十年文革的**中,看到許多同志、戰友、親人相繼遭到迫害,卻有恨不敢說,有淚不能流,有時還不得不說些違心的話,做些違心的事。粉碎“四人幫”后,他被壓抑的感情像火山一樣爆發出來了,他說:“我吃夠了謊言的了,現在到了講真話的時候了。”“人人只有講真話才能認真的活下去。”“我必須用最后的言行證明我不是一個騙子”。

有人說他懦弱,他本可以活得更暢快些??伤麉s主動背上了精神包袱。有人說這正是他人性的閃光點。巴金的懺悔讓我們看到了他自我反省的勇氣和氣度,對良知的堅守(對失去良知的悔恨,就是對堅守良知的呼喚),對責任的擔當,對人性真善美回歸的呼喚。

A.巴金對小狗包弟的歉疚與懺悔,不僅體現出他的善良和人道主義精神,更是對“文革”這場驚心動魄的大騙局的揭露,進而警醒后世不要重演這樣的災難。巴金認為,他具有這樣的責任。而這,或許正是他被譽為“20世紀中國的良心”的重要原因。(這是怎樣的哀痛者和幸福者)

B.姑不論“文革”的動機是好是壞,單看“文革”的過程,殘酷而又多么荒唐,可是竟然有那么多人盲從荒唐,足見當時許多人中了這種荒唐愚昧思想的流毒。故而,破除思想的禁錮極為重要。這充分體現出巴金的反省包容了對歷史和未來的更大的憂慮。

六、拓展延伸

(補充材料:勃蘭特的一跪)

無獨有偶,1970年12月7日,曾經的反對德國納粹的英勇斗士、時任德國總理的勃蘭特在波蘭首都華沙猶太人死難者紀念碑不由自主地下跪,這在當時被譽為“歐洲約一千年來最強烈的謝罪表現”。

這一跪,代表一個國家和民族深深的懺悔,它的份量重如泰山。

這一跪,淡化了飽受納粹蹂躪的波蘭人民沉積在心底的憤怒,他們為勃蘭特的舉動感動得熱淚盈眶,為德國重返歐洲,贏得尊重,回歸正常的發展道路產生了極為深遠的影響。 (國度不同,時代不同,對象不同,但他們的歉疚與懺悔,殊途同歸)

七、突破難點

縱觀全文,寫小狗包弟的遭遇,實際上是從側面表現“文革”荒唐與殘酷,以小見大,引發后人反思歷史。作者卻在第1自然段寫到藝術家和他鄰居家的小狗。這個段落可以或缺?這樣安排有何作用?

思路章法:以此引出包弟的故事,起鋪墊的作用。

表現手法:對比(幻燈片17)——橫向上,在藝術家遭到迫害之時,鄰居的小狗與認識藝術家的人形成對比,突出狗的有情有義,人的冷漠無情,社會的殘酷——暗示巴金不得已放棄包弟的原因;縱向上,小狗知恩圖報,藝術家對小狗的深情永遠沒有改變;包弟對巴金有情有義,巴金固然鐘愛包弟,最終放棄了它,比較中加深了巴金對包弟的懷念與歉疚。

思想內容:與巴金和包弟的故事形成對照,說明人尤其是知識分子在,甚至是一條狗,在文革中遭到迫害數見不鮮,具有普遍性。狗的忠誠,人的背棄,折射出文革時期,人不如狗,人性扭曲的事實,深化了文章的主題。

八、課文小結

有人說:“眼因流多淚水而愈益清明,心因飽經憂患而愈益溫厚。”巴金老人正是因為他承受的磨難才能清醒地看待社會,才能真誠地面對自己,才能坦蕩地走完一生。

一個世紀的生命長河,淌過崇山,流過峻嶺,穿過峽谷,在2005年10月17日19時零6分這一刻停留了。然而,熔鑄在他作品中的仁愛與忠誠、正義與自律,以及他的人道主義將永遠閃耀著生命的光輝。最后,讓我們一起大聲朗讀《感動中國2003巴金頒獎詞》來結束這堂課吧。(幻燈片18)

穿越一個世紀,見證滄桑百年,刻畫歷史巨變,一個生命竟如此厚重。他在字里行間燃燒的激情,點亮多少人靈魂的燈塔;他在人生中真誠地行走,叩響多少人心靈的大門。他貫穿于文字和生命中的熱情、憂患、良知,將在文學史冊中永遠閃耀著璀璨的光輝。

——感動中國2003頒獎詞

九、板書設計:

文革

藝術家與狗:有情有義────────────────────被打后拒食而死 (橫向對比)

縱向對比 狗的忠誠、人的背棄 政治高壓、人人自危

聰明可愛

文革

勇于反省 巴金與包弟:善解人意

討人喜歡────────送上解剖臺 懷念、歉意

堅守良知

有情有義

甘當責任

十、作業布置

完成本課《精講精練》習題。

第五篇:二年級傳統文化教案完整版

傳統文化教案

二年級

上莊小學

房興麗

第一單元

經典驛站

一、單元目標:

1.通過朗讀韻文培養學生的朗讀能力,提高學生課外積累。 2.擴大學生視野,感受中華文化的博大精深。

3、能聯系生活實際談體會,加深對詩句的理解。

4、逐步培養學生熱愛國學、熱愛祖國語言文字的情感。

二、單元訓練重點: 積累優美的韻文

三、單元訓練難點: 理解韻文

1 《聲律啟蒙》節選一

一、教學目標:

1、正確流利地朗讀對子歌,爭取背誦下來。

2、初步了解對聯中對仗的特點。

3、感受對子歌中所寫的古代人景情趣。

二、教學重點:

生僻字的意思及對子歌中的古代情趣。

三、教學難點: 掌握韻文意思

四、教具學具:

韻文片段、對聯的延伸知識

五、教學學法: 引導發現、合作探究

六、教學過程:

第一課時

一、導入新課

對聯是漢語家園的一種特有的文學樣式。學習對對聯的基礎是古代蒙學的對子歌,我們上學期已經接觸了《對子歌》,今天我們再來學習二首。

二、預習反饋,粗知課文(課前預習)

1、(課件出示韻文):

來對往,密對稀,燕舞對鶯飛。風清對月朗,露重對煙微。 瓜對果,李對桃,犬子對羊羔。春分對夏至,谷水對山濤。

2、小組展示朗讀韻文(教師了解學情及預習情況)

三、精讀韻文,感悟品讀(課堂練習)

1、師生合作朗讀韻文,激發興趣 a.范讀課文。注意其中的字音。 b.學生自由練讀。

c.標出不認識的字,多讀幾遍。 d.小組內合作朗讀正音。 e.指生朗讀鞏固朗讀。 f.齊讀課文,做到正確。 g.上下聯對比接讀。(男女生或小組間)

四、課后延伸,遷移運用

1、把韻文讀熟練。

2、利用工具書還原韻文用自己的話說一說。

第二課時

一、復習導入:

1、指名朗讀對子歌。

2、分組開展朗讀韻文挑戰賽。

二、學習對子歌(節選一)

1、《聲律啟蒙》十分講究對仗和韻律,他是清代車萬育編著的,對于我們了解韻律,積累詞語有很大的幫助。

2、利用工具書用自己的話還原韻文。

3、交流互補。

4、聯系曾接觸的古詩對仗特點,引導發現韻文對仗特點。 “來對往、密對稀”反義詞。

“燕舞對鶯飛。風清對月朗,露重對煙微。”相近的事物。 “瓜對果,李對桃,犬子對羊羔。春分對夏至,谷水對山濤。” 相對的事物。

5、朗讀品味韻文的韻律美,了解對仗特點。

三、課后延伸,遷移運用

1、抄寫《聲律啟蒙》(節選一)并背誦下來。

2、積累文中的句子、詞語。

板書設計:

聲律啟蒙 節選一

對字歌

來往

密稀

燕舞

鶯飛

風清

月朗

露重

煙微

瓜果

李桃

犬子

羊羔

春分

夏至

谷水

山濤

對仗工整

韻律優美

課后反思:

教學中利用學生一年級學過的知識《笠翁對韻》過渡新知識的學習,學生感覺很親切,并降低了學生學習新知識的難度,受到了很好的效果。課堂中利用小組競賽,男女比賽等多種形式強化學生記憶韻文,學生非常感興趣,并在無形中完成了背誦任務。

2 《聲律啟蒙》節選二

一、教學目標:

1、正確流利地朗讀對子歌,爭取背誦下來。

2、初步了解對聯中對仗的特點。

3、感受對子歌中所寫的古代人景情趣。

二、教學重點:

生僻詞的意思及對子歌中的古代情趣。

三、教學難點: 掌握韻文對仗特點

四、教學具的準備:

韻文片段、對聯的初步知識。

五、教法學法

引導發現、朗讀感悟

六、教學過程

第一課時

一、導入新課

1.指生背誦《聲律啟蒙》(節選一),檢查作業完成情況。 2.提問《聲律啟蒙》(節選一)中的個別對聯。

二、預習反饋,粗知課文(課前預習)

1、(課件出示韻文):

云對雨,雪對風,晚照對晴空。來鴻對去燕,宿鳥對鳴蟲。天浩浩,日融融,佩劍對彎弓。

樓對閣,戶對窗,巨海對長江。千山對萬水,九澤對三江。山岌岌,水淙淙,古國對他邦。

2、小組展示朗讀韻文(教師了解學情及預習情況)

三、精讀韻文,感悟品讀(課堂練習)

1、利用多種方式熟讀課文

a.范讀課文。注意其中的字音。 b.學生借助拼音自由練讀。 c.標出不認識的字,多讀幾遍。 d.小組內合作朗讀正音。 e.指生朗讀鞏固朗讀。 f.齊讀課文,做到正確。

g.上下聯對比接讀。(男女生或小組間)

四、課后延伸,遷移運用

1、把韻文讀熟練。

2、利用工具書還原韻文用自己的話說一說。

第二課時

一、復習導入:

1、指名朗讀對子歌。

2、分組開展朗讀韻文挑戰賽。

二、學習對子歌(節選二)

1、上節課我們已經了解了《聲律啟蒙》的對仗、韻律特點,韻文中的事物都是相近或相對的,對聯就是要求對仗工整的一種文學藝術形式。

2、利用工具書結合書下注釋用自己的話還原古文。

3、注釋:

a.澤:水聚集的地方。

b.岌岌:形容山又高又陡。 c.淙淙:流水的聲音。

4、交流互補。

5、朗讀品味韻文的韻律美,了解對仗特點。

6、小組交流學習所得。

三、總結全文

你喜歡韻文中的哪幾句?為什么?

四、課后延伸,遷移運用

1、熟讀韻文。

2、積累文中的句子、詞語。 板書設計:

聲律啟蒙(節選二) 上對下

多對少

易對難

橫對豎

寬對窄…… 課后反思:

通過上一節課的學習,學生了解了對聯對仗與押韻的特點,并能仿寫出一些類似的句子,如:多對少,易對難,橫對豎,寬對窄等。通過背誦積累,提高了學生的課外積累,擴大了學生的知識面。但學生的積累能力還有待進一步提高。

3 《續小兒語》節選

一、教學目標:

1、通過學習,能熟練朗讀韻文,并基本能夠背誦。

2、通過學習,了解文意,明白做人的道理。

3、讓學生了解呂坤及其《續小兒語》的原文及譯文。

二、教學重點: 朗讀背誦韻文

三、教學難點: 理解韻文,明白道理

四、教學具的準備: 查找續小兒語的資料。

五、教法學法

情景教學、分組研究

六、教學過程

第一課時

一、導入新課

《續小兒語》是明代呂坤編寫的著作,他在書中告訴了我們許多做人的道理,下面讓我們一起走進這本書,欣賞其中的一部分。

板書課題,齊讀(《續小兒語》節選)

二、預習反饋,粗知課文(課前預習)

1、(課件出示韻文):

從小做人,休壞一點,覆水難收,悔恨已晚。 白日所為,夜來省己,是惡當驚,是善當喜。 人譽我謙,又增一美;自夸自敗,還增一毀。 待人要豐,自奉要約;責己要厚,責人要薄。

2、小組展示朗讀韻文(教師了解學情及預習情況)

三、精讀韻文,感悟品讀(課堂練習)

1、采用多種方式讀熟課文。 a.范讀課文。注意其中的字音。 b.學生借助拼音自由練讀。 c.標出不認識的字,多讀幾遍。 d.小組內合作朗讀正音。 e.指生朗讀鞏固朗讀。

f.齊讀課文,做到正確。

g.男女生、小組間、師生間進行接讀練習,把韻文讀流利,讀熟練。

四、課后延伸,遷移運用

1、把韻文讀熟練。

2、結合文后文意還原韻文用自己的話說一說。

第二課時

一、復習導入:

1、指名朗讀韻文《續小兒語》

2、分組開展朗讀韻文比賽。

二、學習《續小兒語》,感悟理解內容

1、讀原文,學生初步感知。

2、學生談感受。

3、出示譯文。

學生與原文對照,進行自學。

4、利用工具書結合書后文意用自己的話還原古文。

我們從小就要培養良好的品德,不能有絲毫放松。否則,就像潑出去的水很難再收回一樣,后悔也晚了

自己白天的一言一行,到了晚上要認真反省一下。不好的地方要引起重視,努力改正,好的地方要繼續保持。

別人夸獎你時要謙虛,這樣又多一優點。自夸自大,其實是自損,只會增加你的缺點。

待人接物要大方,衣食所用要節約。對待別人要寬容,要求自己要嚴格。

4、交流互補。

5、品讀韻文,加深理解。

6、小組交流學習所得。

三、總結全文

你喜歡《續小兒語》中的哪幾句?為什么?

四、課后延伸,遷移運用

1、熟讀韻文。

2、積累文中的句子、詞語。 板書設計:

《 續小兒語》(節選)

從小養成良好的品德

反省自己 做人要謙虛 待人要寬容

課后反思:

《續小兒語》中謙虛、寬容等許多好品質深深影響了孩子們有些同學善于從自己身上找缺點了,如:不完成做作業;不遵守紀律;不積極回答問題等,許多同學受韻文影響,立志努力改正錯誤。有些同學善于寬容同學了,校園時時能聽到“沒關系” 的溫馨話語。有些同學變得謙虛了,得到老師的表揚總還能說:“我還需再努力”……無形的傳統文化教育凈化了學生的心靈。

4 《增廣賢文》(節選一)

一、教學目標:

1、能正確、流利、有感情地朗讀詩句,并能熟練背誦。

2、能用自己的話說說詩句的意思。

3、能聯系生活實際談體會,加深對詩句的理解。

4、逐步培養學生熱愛國學、熱愛祖國語言文字的情感。

二、教學重點:

朗讀背誦韻文,理解文意。

三、教學難點: 理解韻文,明白道理

四、教學具的準備: 教學課件,文意內容

五、教法學法設計:

引導啟發、分組討論、自主探究

六、教學過程

第一課時

一、 故事激趣,導入新課

1、齊背《續小兒語》(節選)

2、導語:同學們,剛才你們背誦的《續小兒語》非常熟練,作為獎勵,老師給你們講個故事,喜歡嗎?那要求大家要認真聽,還要認真想,老師講的這個故事,你從中明白了什么?

3、老師講故事??鬃忧趭^學習不浪費時間的故事。

4、反饋:你明白了什么?

二、預習反饋,粗知課文(課前預習)

1、過渡:對了,做人要節儉勤奮,這就是今天我們要學習的內容。請看(課件出示)——

由儉入奢易,由奢入儉難。 少成若天性,習慣成自然。

一年之計在于春,一日之計在于寅。 一家之計在于和,一生之計在于勤。

2、小組展示朗讀韻文(教師了解學情及預習情況)

三、精讀韻文,感悟品讀(課堂練習)

1、多種方式朗讀韻文。

a.范讀課文。注意其中的字音。

b.學生借助拼音自由練讀, 把韻文讀通順。。 c.標出不認識的字,多讀幾遍。 d.小組內合作朗讀正音。 e.指生朗讀鞏固朗讀。 f.齊讀課文,做到正確。

g.男女生、小組間、師生間進行接讀練習,把韻文讀流利,讀熟練。

四、課后延伸,遷移運用

1、把韻文讀給爸爸媽媽或好伙伴聽。

2、結合文后文意還原韻文用自己的話說一說。

第二課時

一、復習導入:

1、指名朗讀韻文《增廣賢文》(節選一)

2、分組開展朗讀韻文比賽。

二、學習《增廣賢文》(節選一),感悟理解內容。

1、引導學生理解韻文。

a. 通過剛才的朗讀,你讀懂了什么?誰來說說。(引導學 生說完整話)

b.質疑:有沒有不懂的地方嗎?學生說。 c. 小組互相學習,理解詩句。 d.指名反饋,師生補充。

從儉樸到浪費容易,從浪費到儉樸難。如果我們從小就養成良好的習慣,長大就變成自然而然的事情了。

一年之中最重要的是春天,一天之中最重要的是早晨。一家之中最重要的是和睦,一生之中最重要的是勤奮。 e.引導學生結合書后文意用自己的話還原古文。

2、小結。老師先總結詩句意思。你是怎么讀懂的呢?總結學習方法:反復朗讀;小組合作學習。查字典;請教老師、父母。

3、品讀韻文,加深理解。

4、小組交流學習所得。

三、總結全文

你喜歡《增廣賢文》(節選一)中的哪幾句?為什么?

四、課后延伸,遷移運用

聯系實際,暢談體會

1、談話:在學習生活中,你有沒有經歷過或者是聽到、看到別人浪費懶惰的例子呢?請說給大家聽聽。你從中明白了 什么?

2、如何才能做到勤奮、節儉呢? 板書設計:

《增廣賢文》(節選一)

從小養成良好的品德(勤奮、節儉……)

課后反思:

自教授地方課以來,我把傳統文化知識與班級管理,學生生活等多個方面聯系起來,學生在掌握知識的同時,也間接對學生進行了養成教育,良好行為、習慣在無形中慢慢的養成,大大減輕了班主任的管理負擔。學習方面,學生理解能力有了明顯進步,許多同學自己就能把韻文理解得很到位,我很欣慰。

5 《增廣賢文》(節選二)

一、教學目標:

1、能正確、流利、有感情地朗讀詩句,并能熟練背誦。

2、能用自己的話說說詩句的意思。

3、能聯系生活實際談體會,加深對詩句的理解。

4、逐步培養學生熱愛國學、熱愛祖國語言文字的情感。

二、教學重點:

朗讀背誦韻文,理解文意。

三、教學難點: 理解韻文,明白道理

四、教學具的準備: 教學課件,文意內容

五、教法學法設計:

引導啟發、分組學習、自主探究

六、教學過程

第一課時

一、導入新課

1、齊背《增廣賢文》(節選一)

2、導語:同學們,剛才你們背誦的是我們上節課所學的《增廣賢文》,你們背誦的很棒!老師今天再給你們講個故事,喜歡嗎?那要求大家要認真聽,還要認真想:老師講的這個故事,你從中明白了什么?

3、老師講故事?!饵S香溫席》

4、反饋:你明白了什么?

二、預習反饋,粗知課文(課前預習)

1、過渡:做人要孝敬長輩、知恩圖報,這就是今天我們要學習的內容。請看(課件出示)—— 孝當竭力,非徒養身。

鴉有反哺之孝,羊知跪乳之恩。 豈無遠道思親淚,不及高堂念子心。 諸惡莫作,眾善奉行。 知己知彼,將心比心。

責人之心責己,愛己之心愛人。 再三須慎意,第一莫欺心。

2、小組展示朗讀韻文(教師了解學情及預習情況)

三、精讀韻文,感悟品讀(課堂練習)

1、多種方式朗讀韻文。

a.范讀課文。注意其中的字音。

b.學生借助拼音自由練讀, 把韻文讀通順。。 c.標出不認識的字,多讀幾遍。 d.小組內合作朗讀正音。 e.指生朗讀鞏固朗讀。 f.齊讀課文,做到正確。

g.男女生、小組間、師生間進行接讀練習,把韻文讀流利,讀熟練。

四、課后延伸,遷移運用

1、把韻文讀給爸爸媽媽或好伙伴聽。

2、試結合文后文意還原韻文用自己的話說一說。

第二課時

一、復習導入:

1、指名朗讀韻文《增廣賢文》(節選二)

2、分組開展朗讀韻文比賽。

二、學習《增廣賢文》(節選二),感悟理解內容。

1、引導學生理解韻文。

a. 通過剛才的朗讀,你讀懂了什么?誰來說說。(引導學 生說完整話)

b.質疑:有沒有不懂的地方嗎?學生說。 c. 小組互相學習,理解詩句。 d.指名反饋,師生補充。

孝敬父母應當竭盡全力,僅僅供養他們是不夠的。連烏鴉、羊羔都知道報答母恩,何況我們人類呢?遠離家鄉的人常流著思親的淚水,但遠不如父母對兒女的思念之情。

凡是壞事都不要做,凡是好事都要學著做。既要了解自己,又要了解別人,要多替別人著想。要嚴格要求自己,寬容對待別人。遇事要三思,最重要的是不要欺騙自己的良心。

e.引導學生結合書后文意用自己的話還原古文。

2、品讀韻文,加深理解。

3、小組交流學習所得。

三、總結全文

你喜歡《增廣賢文》(節選二)中的哪幾句?為什么?

四、課后延伸,遷移運用

想一想:爸爸、媽媽平時是怎樣關心照顧我們的?我們又該怎樣對待他們?

a.分組交流。 b.班內匯報。

c.分小組表演,看哪個組表演的真實感人。

五、布置作業:

問問爸爸媽媽“反哺之孝”、“跪乳之恩”是什么意思?你還知道這樣的小故事嗎? 板書設計:

《增廣賢文》(節選二)

“反哺之孝”

“跪乳之恩”

關心孝敬父母

課后反思:

學生受到了良好的“孝” 的良好教育,許多家長在開家長會時反映學生回家懂事了許多,能關心體貼父母了,能主動干家務了,聽了這些我感到很欣慰。

6 弟子規(節選一)

教學目標:

1、能正確、流利、有感情地朗讀詩句,并能熟練背誦。

2、能用自己的話說說詩句的意思。

3、發揮傳統蒙學的作用,讓小學生們了解中國燦爛的古文明,沐浴在傳統文化中。

4、培養學生誦讀能力,鍛煉學生的記憶力。 教學重點:

朗讀背誦韻文,理解文意。 教學難點:

理解韻文,明白道理 教學具的準備:

教學課件,文意內容。 教法設計: 引導啟發

學法設計:

分組學習、自主探究 教學過程:

第一課時

一、 導入新課

1、齊背《增廣賢文》(節選二)

2、課前談話:

上節課老師布置了一個作業,就是請同學準備一個你喜歡的與“節儉”有關的故事。我現在非常想聽故事。同學們,你們愿意聽故事嗎?(愿意)哪位同學勇敢的走上講臺來充當一回小老師,把你喜歡的小故事講出來與大家分享? 學生講故事,略(兩名即可)。 總結:剛才兩位同學的故事講的可真好。我們給他們點掌聲好嗎?相信其他同學也有很多好故事。我希望同學們都能大膽地走上講臺,與大家分享你們的故事。我們每周要評出一個“故事大王”,所以你們可要精心準備哦,把故事講的越準確、生動越好。

引言:今天我們來學習《弟子規》。“規”當然就是指規矩、規則。你們知道“弟子”指的是誰嗎?是孔子的弟子嗎?是指小孩子嗎?還是指其他什么人呢?(學生紛紛議論)實際上這個“弟子”是泛指,

也就是針對每個人而言的。所以《弟子規》中談到的規矩禮節是同學們甚至是老師都應該遵守的?,F在就讓我們一同走進這篇古訓的一個片段——《弟子規》(節選一)。

二、預習反饋,粗知課文(課前預習)

1、過渡:做人應該遵守規則,這就是今天我們要學習的內容。請看(課件出示)——

惟德學,惟才藝,不如人,當自勵。 若衣服,若飲食,不如人,勿生戚。 聞過怒,聞譽樂,損友來,益友卻。 聞譽恐,聞過欣,直諒士,漸相親。

2、小組展示朗讀韻文(教師了解學情及預習情況)

三、精讀韻文,感悟品讀(課堂練習)

1、多種方式朗讀韻文。

a.范讀課文。注意其中的字音。

b.學生借助拼音自由練讀, 把韻文讀通順。。 c.標出不認識的字,多讀幾遍。 d.小組內合作朗讀正音。 e.指生朗讀鞏固朗讀。 f.齊讀課文,做到正確。

g.男女生、小組間、師生間進行接讀練習,把韻文讀流利,讀熟練。

四、課后延伸,遷移運用

1、把韻文讀給爸爸媽媽或好伙伴聽。

2、試結合文后文意還原韻文用自己的話說一說。

第二課時

一、復習導入:

1、指名朗讀韻文《弟子規》(節選一)

2、分組開展朗讀韻文比賽。

二、學習《弟子規》(節選一),感悟理解內容。

1、引導學生理解韻文。

a. 通過剛才的朗讀,你讀懂了什么?誰來說說。(引導學 生說完整話)

b.質疑:有沒有不懂的地方嗎?學生說。 c. 小組互相學習,理解詩句。 d.指名反饋,師生補充。

做人最重要的是道德、學問、才能、本領,如果這些方面不如別人,就要不斷勉勵自己,,迎頭而上。如果吃的、穿的不如別人,不是什么不光彩的事,不要因此而不高興。如果聽別人說你的缺點就生氣,聽別人說你的好話就高興,那么,壞朋友就會接近你,好朋友就會離你而去。相反,如果聽到好話就不安,聽到別人指出缺點就高興,那么,正直的朋友就會越來越親近你。

e.引導學生結合書后文意用自己的話還原古文。

2、品讀韻文,加深理解。

3、小組交流學習所得。

三、總結全文 你喜歡《弟子規》(節選一)中的哪幾句?為什么?

四、課后延伸,遷移運用

想一想:當有人指出你的缺點時,你心里是怎么想的?結合上文,講一講應當怎么做。 a.分組交流。 b.班內匯報。

c.分小組表演,看哪個組表演的真實感人。 板書設計:

弟子規

韻文特點;三字一句、朗朗上口 為人處世、言行治學的準則

課后反思:

《弟子規》內涵豐富,涉及“孝、悌、謹、信、仁愛、學文”諸多方面,各方面對學生的成長來說都十分重要,要想在短時間內對各方面都有突破是難以做到的,因此,我打算先下大力氣突出抓好“百善”之首的“孝”,為學生打下長養其他好品格的根基。對于《弟子規》涉及的其他內容,也不放棄,而是側重于滲透在指導學生日常生活的細節之中,相信日久也必見成效。

7《弟子規》節選二

教學目標:

1、能正確、流利、有感情地朗讀詩句,并能熟練背誦。

2、能用自己的話說說詩句的意思。

3、發揮傳統蒙學的作用,讓小學生們了解中國燦爛的古文明,沐浴在傳統文化中。

4、培養學生誦讀能力,鍛煉學生的記憶力。 教學重點:

朗讀背誦韻文,理解文意。 教學難點:

理解韻文,明白道理 教學具的準備:

教學課件,文意內容。 教法設計:引導啟發

學法設計:分組學習、自主探究 教學過程: 師生互動 個案補充

第一課時

一、導入新課

1、課前播放《弟子規》表演視屏

提問:剛才我們聽的那首歌你們熟悉嗎?

2、上節課我們已經學習了《弟子規》(節選一),誰來給大家背一背?這部分內容告訴我們什么?

3、今天我們就繼續來學習《弟子規》的內容。 板書:《弟子規》節選二

二、預習反饋,粗知課文(課前預習)

1、我們小朋友養成了讀書的良好習慣,你們知道嗎?讀書也要講究一定的方法。這就是我們今天要學習的內容,請同學們看投影儀: 讀書法,有三到。心眼口,信皆要。 方讀此,勿慕彼。此未終,彼勿起。 寬為限,緊用功。工夫到,滯塞通。 心有疑,隨札記。就人問,求確義。

2、小組展示朗讀韻文(教師了解學情及預習情況)

三、精讀韻文,感悟品讀(課堂練習)

1、多種方式朗讀韻文。

a.范讀課文。注意其中的字音。

b.學生借助拼音自由練讀, 把韻文讀通順。。 c.標出不認識的字,多讀幾遍。 d.小組內合作朗讀正音。 e.指生朗讀鞏固朗讀。 f.齊讀課文,做到正確。

g.男女生、小組間、師生間進行接讀練習,把韻文讀流利,讀熟練。

四、課后延伸,遷移運用

1、把韻文讀給爸爸媽媽或好伙伴聽。

2、試結合文后文意還原韻文用自己的話說一說。 第二課時

一、復習導入:

1、指名朗讀韻文《弟子規》(節選二)

2、分組開展朗讀韻文比賽。

二、學習《弟子規》(節選二),感悟理解內容。

1、引導學生理解韻文。

a. 通過剛才的朗讀,你讀懂了什么?誰來說說。(引導學 生說完整話)

b.質疑:有沒有不懂的地方嗎?學生說。 c. 小組互相學習,理解詩句。 d.指名反饋,師生補充。

讀書的方法講究三到,即心到、眼到、口到,這三條的確很重要。正在讀這本書,不要想著去讀那本書。這本書沒有讀完,不要去讀另一本書。學習的時間要安排的多一點,但還是要抓緊時間用功。只要功夫到了,不懂得地方自然就會弄明白。有疑問的地方,應隨時記下來向別人請教,直到確確實實搞清楚。

e.引導學生結合書后文意用自己的話還原古文。

2、品讀韻文,加深理解。

3、小組交流學習所得。

三、總結全文 你喜歡《弟子規》(節選二)中的哪幾句?為什么?

四、課后延伸,遷移運用

結合《弟子規》節選二:想一想怎樣才能讀好書?書中都告訴了我們那些讀書方法? a.分組交流。 b.班內匯報。

板書設計: 《弟子規》節選二

讀書講究三到:心到、眼到、口到 學習知識要及時復習 課后反思:

學生在本節課學習中受益匪淺。不僅積累了優美的韻文,還學習積累了許多讀書的方法,如:“讀書要心到、眼到、口到。”“讀書要有始有終。”本篇韻文,朗讀有些繞口,學生背誦有一定的難度,教學中我引導學生反復朗讀,突破難點,為學生背誦降低了難度,受到了良好效果。

21

8幼學雜字(節選)

教學目標:

1、能正確、流利、有感情地朗讀韻文,并能熟練背誦。

2、了解節氣的相關知識,積累與節氣有關的諺語。

3、發揮傳統蒙學的作用,讓小學生們了解中國燦爛的古文明,沐浴在傳統文化中。

4、培養學生誦讀能力,鍛煉學生的記憶力。 教學重點: 積累背誦韻文。 教學難點:

了解相關的知識。 教學具的準備:

教學課件、節氣歌、日歷等。

教法設計:課前布置學生搜集資料 學法設計:分組展示匯報。 教學過程:

師生互動 個案補充

第一課時

一、導入課題,板書課題

1、出示關于新年的幾幅圖片。(師:在學習新內容之前呢,老師先讓大家來欣賞幾幅圖片,出示課件,大家猜一猜,這幾幅圖片表現的是什么時候的場景啊?如果學生猜不出繼續引導)

2、解說中國的傳統節日,并設問。(師:新年,出示卡片。除了新年你們還知道我國的哪些傳統節日嗎?學生回答,教師出示卡片)

3、導入課題(那么今天呢,老師就來帶你們認識一下我們的傳統節日,大家翻到課本29頁)

4、板書課題:幼學雜字

二、了解《幼學雜字》

1、《幼學雜字》分門別類整理了大量的雜字,語言簡練,通俗易懂。這段話選自其中的時令篇,對于我們學習時令知識和集中識字有很大的幫助。

2、投影儀出示:

正月元宵,立春雨水。二月花朝,驚蟄春分。 三月寒食,清明谷雨。四月清和,立夏小滿。

22

五月端午,芒種夏至。六月三伏,小暑大暑。 七月七夕,立秋處暑。八月中秋,白露霜降。 九月重陽,寒露霜降。十月小春,立冬小雪。 十一月數九,大雪冬至。十二月臘八,小寒大寒。 除夕分歲,次早新年。

3、、小組展示朗讀韻文(教師了解學情及預習情況)

三、精讀韻文,感悟品讀(課堂練習)

1、多種方式朗讀韻文。

a.范讀課文。注意其中的字音。

b.學生借助拼音自由練讀, 把韻文讀通順。。 c.標出不認識的字,多讀幾遍。 d.小組內合作朗讀正音。 e.指生朗讀鞏固朗讀。 f.齊讀課文,做到正確。

g.男女生、小組間、師生間進行接讀練習,把韻文讀流利,讀熟練。

四、課后延伸,遷移運用

把《幼學雜字》讀給爸爸媽媽或好伙伴聽。 第二課時

一、復習導入:

1、指名朗讀韻文《幼學雜字》(節選)

2、分組開展朗讀韻文比賽。

二、學習《幼學雜字》(節選),感悟理解內容。

1、引導學生理解韻文。

a.通過剛才的朗讀,你讀懂了什么?誰來說說。(引導學 生說完整話)

b.質疑:有沒有不懂的地方嗎?學生說。

c. 老師補充:在這首兒歌里藏著許多的傳統節日。同學們分組學:邊讀邊把它們找出來。 d.分組反饋,老師補充。

元宵節、清明、端午節、七夕、中秋、重陽、除夕

e.在《幼學雜字》里還蘊藏著許多節氣。人們根據各個季節的不同特點把節氣分成了二十四個有:立春、雨水、驚蟄、春分、清明、谷雨、立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑、立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。

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2、這有一首關于節氣的兒歌:

春雨驚春清谷天,夏滿芒夏暑相連。 秋處露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。

3、品讀韻文,加深理解。

4、小組交流學習所得。

三、總結全文

你喜歡《幼學雜字》(節選)中的哪幾句?為什么?

四、課后延伸,遷移運用

你知道“元宵節、清明、端午節、七夕、中秋、重陽、除夕” 這些節日的時間嗎? a.分組交流。 b.班內匯報。

板書設計: 幼學雜字

驚蟄快耙地,春分犁不閑。 冬至餃子,夏至面。 清明前后種瓜點豆。

課后反思:

朗誦是學習經典文化的最好途徑,多種形式的誦讀可以讓學生體會到更多的樂趣。本節課內容學生非常感興趣。全班同學不僅都能在規定時間內完成背誦任務。而且不少同學把中國傳統節日,描繪得有聲有色。搜集諺語學生也非常主動,學生搜集到了“驚蟄快耙地,春分犁不閑。”“冬至餃子,夏至面。” “清明前后種瓜點豆。”等許多諺語。

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9《中華改良雜字》(節選)

一、經典回放:

勤能補我拙,儉能為我廉。

知足者常樂,能忍者自安。

路遙知馬力,日久結人緣。

二、教師有感情、有節奏、有韻味地范讀。

要求:

1、學生看教材認真傾聽,標記出生字、新詞、難點。

2、結合文意初步感知誦讀內容。

3、體會教師誦讀的節奏和韻律。

三、結合注釋幫助學生理解句子的意思。

1、學生結合文意理解意思。

2、全班交流。

3、教師小結。

四、學生練讀

1、學生認真跟讀。

2、學生自讀。(1)學生自讀,教師巡視指導,幫助朗讀有困難的學生,及時發現學生朗讀中出現的共性問題并隨時加以指導。(2)同桌互讀。相互評價優點與不足,通過練習加以糾正。(3)同桌合作讀,一人一句。

3、小組交流。

4、指名讀,師生針對誦讀時是否正確、流利、有感情進行評價。

5、師生共同放聲齊讀。

五、溫馨點擊:第34頁

六、活動廣角:第35頁

七、成長袋:第36頁

八、個人熟讀自立歌

九、課外延伸

1、與父母一起多形式誦讀。

2、與父母交流誦讀心得。

3、課外搜集資料,先講給父母聽,到校后與老師、同學交流。

25

第10課、《千家詩》

(一)

一、經典回放:

湖 上

[宋] 徐元杰

花開紅樹亂鶯啼,草長平湖白鷺飛。

風日清和人意好,夕陽簫鼓幾船歸。

二、教師有感情、有節奏、有韻味地范讀。

要求:

1、學生看教材認真傾聽,標記出生字、新詞、難點。

2、結合文意注釋初步感知誦讀內容。

3、體會教師誦讀的節奏和韻律。

三、結合注釋幫助學生理解句子的意思。

1、學生結合文意理解意思。

2、全班交流。

3、教師小結。

四、學生練習

1、學生認真跟讀。

2、學生自讀。(1)學生自讀,教師巡視指導,幫助朗讀有困難的學生,及時發現學生朗讀中出現的共性問題并隨時加以指導。(2)同桌互讀。相互評價優點與不足,通過練習加以糾正。(3)同桌合作讀,一人一句。

3、小組交流。

4、指名讀,師生針對誦讀時是否正確、流利、有感情進行評價。

5、師生共同放聲齊讀。

五、溫馨點擊:第38頁

六、活動廣角:第39頁

七、成長袋:第40頁

八、課外延伸

1、與父母一起多形式誦讀。

2、與父母交流誦讀心得。

3、課外搜集資料,先講給父母聽,到校后與老師、同學交流。

26

第11課、《千家詩》

(二)

一、經典回放:

山居夏日

[唐] 高駢

綠樹濃蔭夏日長,樓臺倒影入池塘。 水晶簾動微風起,滿架薔薇一院香。

二、教師有感情、有節奏、有韻味地范讀。 要求:

1、學生看教材認真傾聽,標記出生字、新詞、難點。

2、結合文意注釋初步感知誦讀內容。

3、體會教師誦讀的節奏和韻律。

三、結合注釋幫助學生理解句子的意思。

1、學生結合文意理解意思。

2、全班交流。

3、教師小結。

四、學生練讀

1、學生認真跟讀。

2、學生自讀。(1)學生自讀,教師巡視指導,幫助朗讀有困難的學生,及時發現學生朗讀中出現的共性問題并隨時加以指導。(2)同桌互讀。相互評價優點與不足,通過練習加以糾正。(3)同桌合作讀,一人一句。

3、小組交流。

4、指名讀,師生針對誦讀時是否正確、流利、有感情進行評價。

5、師生共同放聲齊讀。

五、溫馨點擊:第42頁

六、活動廣角:第43頁

七、成長袋:第44頁

八、課后熟讀44頁的《赤日炎炎似炎燒》

九、課外延伸

1、與父母一起多形式誦讀。

2、與父母交流誦讀心得。

3、課外搜集資料,先講給父母聽,到校后與老師、同學交流。

27

第12課、《千家詩》

(三)

一、經典回放:

秋月

[宋]程顥

清溪流過碧山頭,空水澄鮮一色秋。 隔斷紅塵三十里,白云紅葉兩悠悠。

二、教師有感情、有節奏、有韻味地范讀。 要求:

1、學生看教材認真傾聽,標記出生字、新詞、難點。

2、結合文意注釋初步感知誦讀內容。

3、體會教師誦讀的節奏和韻律。

三、結合注釋幫助學生理解句子的意思。

1、學生結合文意理解意思。

2、全班交流。

3、教師小結。

四、學生練讀

1、學生認真跟讀。

2、學生自讀。(1)學生自讀,教師巡視指導,幫助朗讀有困難的學生,及時發現學生朗讀中出現的共性問題并隨時加以指導。(2)同桌互讀。相互評價優點與不足,通過練習加以糾正。(3)同桌合作讀,一人一句。

3、小組交流。

4、指名讀,師生針對誦讀時是否正確、流利、有感情進行評價。

5、師生共同放聲齊讀。

五、溫馨點擊:第46頁

六、活動廣角:第47頁

七、成長袋:第48頁

八、課外延伸

1、與父母一起多形式誦讀。

2、與父母交流誦讀心得。

3、課外搜集資料,先講給父母聽,到校后與老師、同學交流。

28

第13課、《千家詩》

(四)

一、經典回放:

雪梅二首(其) [宋]盧梅坡

梅雪爭春未肯降,騷人擱筆費評章。 梅須遜雪三分白,雪卻輸梅一段香。

二、教師有感情、有節奏、有韻味地范讀。 要求:

1、學生看教材認真傾聽,標記出生字、新詞、難點。

2、結合卡片和文意注釋初步感知誦讀內容。

3、體會教師誦讀的節奏和韻律。

三、結合注釋幫助學生理解句子的意思。

1、學生結合卡片和文意理解意思。

2、全班交流。

3、教師小結。

四、學生練讀

1、學生認真跟讀。

2、學生自讀。(1)學生自讀,教師巡視指導,幫助朗讀有困難的學生,及時發現學生朗讀中出現的共性問題并隨時加以指導。(2)同桌互讀。相互評價優點與不足,通過練習加以糾正。(3)同桌合作讀,一人一句。

3、小組交流。

4、指名讀,師生針對誦讀時是否正確、流利、有感情進行評價。

5、師生共同放聲齊讀。

五、溫馨點擊:第50頁

六、活動廣角:第51頁

七、成長袋:第52頁

八、課外延伸

1、與父母一起多形式誦讀。

2、與父母交流誦讀心得。

3、課外搜集資料,先講給父母聽,到校后與老師、同學交流。

29

第14課、《神童詩·卷首詩》

(一)

一、經典回放:

四季

春游芳草地,夏賞綠荷池。秋飲黃花酒,冬吟白雪詩。

二、教師有感情、有節奏、有韻味地范讀。 要求:

1、學生看教材認真傾聽,標記出生字、新詞、難點。

2、結合文意注釋初步感知誦讀內容。

3、體會教師誦讀的節奏和韻律。

三、結合注釋幫助學生理解句子的意思。

1、學生結合文意理解意思。

2、全班交流。

3、教師小結。

四、學生練讀

1、學生認真跟讀。

2、學生自讀。(1)學生自讀,教師巡視指導,幫助朗讀有困難的學生,及時發現學生朗讀中出現的共性問題并隨時加以指導。(2)同桌互讀。相互評價優點與不足,通過練習加以糾正。(3)同桌合作讀,一人一句。

3、小組交流。

4、指名讀,師生針對誦讀時是否正確、流利、有感情進行評價。

5、師生共同放聲齊讀。

五、溫馨點擊:第54頁

六、活動廣角:第55頁

七、成長袋:第56頁

八、課外延伸

1、與父母一起多形式誦讀。

2、與父母交流誦讀心得。

3、課外搜集資料,先講給父母聽,到校后與老師、同學交流。

30

第15課、《神童詩·卷首詩》

(二)

一、經典回放:

華山

只有天在上,更無山與齊。舉頭紅日近,回首白云低。

二、教師有感情、有節奏、有韻味地范讀。 要求:

1、學生看教材認真傾聽,標記出生字、新詞、難點。

2、結合文意注釋初步感知誦讀內容。

3、體會教師誦讀的節奏和韻律。

三、結合注釋幫助學生理解句子的意思。

1、學生結合文意理解意思。

2、全班交流。

3、教師小結。

四、學生練讀

1、學生認真跟讀。

2、學生自讀。(1)學生自讀,教師巡視指導,幫助朗讀有困難的學生,及時發現學生朗讀中出現的共性問題并隨時加以指導。(2)同桌互讀。相互評價優點與不足,通過練習加以糾正。(3)同桌合作讀,一人一句。

3、小組交流。

4、指名讀,師生針對誦讀時是否正確、流利、有感情進行評價。

5、師生共同放聲齊讀。

五、溫馨點擊:第58頁

六、活動廣角:第59頁

七、成長袋:第60頁

八、課外延伸

1、與父母一起多形式誦讀。

2、與父母交流誦讀心得。

3、課外搜集資料,先講給父母聽,到校后與老師、同學交流。

31

第16課、《隨園詩話》(讀書)

一、經典回放:

蠶食桑,而所吐者絲也,非桑也;蜂采花,而所釀者蜜也,非花也。讀書如吃飯,善吃者長精神,不善吃者生疾瘤。

二、教師有感情、有節奏、有韻味地范讀。 要求:

1、學生看教材認真傾聽,標記出生字、新詞、難點。

2、結合文意注釋初步感知誦讀內容。

3、體會教師誦讀的節奏和韻律。

三、結合注釋幫助學生理解句子的意思。

1、學生結合文意理解意思。

2、全班交流。

3、教師小結。

四、學生練讀

1、學生認真跟讀。

2、學生自讀。(1)學生自讀,教師巡視指導,幫助朗讀有困難的學生,及時發現學生朗讀中出現的共性問題并隨時加以指導。(2)同桌互讀。相互評價優點與不足,通過練習加以糾正。(3)同桌合作讀,一人一句。

3、小組交流。

4、指名讀,師生針對誦讀時是否正確、流利、有感情進行評價。

5、師生共同放聲齊讀。

五、溫馨點擊:第62頁

六、活動廣角:第62——63頁

七、成長袋:第64頁

八、課外延伸

1、與父母一起多形式誦讀。

2、與父母交流誦讀心得。

3、課外搜集資料,先講給父母聽,到校后與老師、同學交流。

32

第17課、《世說新語》(王戎識李)

一、經典回放:

王戎七歲,嘗與諸小兒游??吹肋吚顦涠嘧?,折枝,諸兒競走取之,唯戎不動。人問之,答曰:“樹在道邊而多子,此必苦李。”取之,信然。

二、教師有感情、有節奏、有韻味地范讀。 要求:

1、學生看教材認真傾聽,標記出生字、新詞、難點。

2、結合文意注釋初步感知誦讀內容。

3、體會教師誦讀的節奏和韻律。

三、結合注釋幫助學生理解句子的意思。

1、學生結合文意理解意思。

2、全班交流。

3、教師小結。

四、學生練讀

1、學生認真跟讀。

2、學生自讀。(1)學生自讀,教師巡視指導,幫助朗讀有困難的學生,及時發現學生朗讀中出現的共性問題并隨時加以指導。(2)同桌互讀。相互評價優點與不足,通過練習加以糾正。(3)同桌合作讀,一人一句。

3、小組交流。

4、指名讀,師生針對誦讀時是否正確、流利、有感情進行評價。

5、師生共同放聲齊讀。

五、溫馨點擊:第66頁

六、活動廣角:第67頁

七、成長袋:第68頁

八、課外延伸

1、與父母一起多形式誦讀。

2、與父母交流誦讀心得。

3、課外搜集資料,先講給父母聽,到校后與老師、同學交流。

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第二單元藝術樂園

第18課、格言警句

一、經典回放:

少壯不努力,老大徒傷悲。——[漢]《長歌行》 業精于勤,荒于嬉。——[唐]韓愈《進學解》

少年易老學難成,一歲光陰不可輕。——[宋]朱熹《勸學》

一寸光陰一寸金,寸金難買寸光陰。——[清]周希陶《增廣賢文》

二、教師范讀。 要求:

1、學生看教材認真傾聽,標記出生字、新詞、難點。

2、體會教師誦讀的節奏和韻律。

三、理解句子的意思。

1、小組討論理解意思。

2、全班交流。

3、教師小結。

四、學生練讀

1、學生認真跟讀。

2、學生自讀。(1)學生自讀,教師巡視指導,幫助朗讀有困難的學生,及時發現學生朗讀中出現的共性問題并隨時加以指導。(2)同桌互讀。相互評價優點與不足,通過練習加以糾正。(3)同桌合作讀,一人一句。

3、小組交流。

4、指名學生讀。

5、師生共同放聲齊讀。

五、溫馨點擊:第70頁

六、活動廣角:第71——72頁

七、成長袋:第73頁

八、課外延伸

1、與父母一起多形式誦讀。

2、與父母交流誦讀心得。

3、課外搜集資料,先講給父母聽,到校后與老師、同學交流。

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